專利名稱：一種多晶硅太陽能電池切片方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅太陽能電池切片方法，屬于多晶硅的切片工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源問題是當今世界各國發(fā)展面臨的重要問題，石油、煤等傳統(tǒng)的能源在可預見的未來面臨著枯竭的危險。尋求替代能源，保證社會經(jīng)濟的正常發(fā)展將是重要的課題，世界性的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整已經(jīng)在逐漸進行中，在各種新能源中，太陽能是清潔無污染的可再生能源，是人類理想的能源。太陽能是廣義的概念，包括水能、風能、太陽光熱和太陽光電。水能成本低技術(shù)成熟無污染，在我國已經(jīng)大量使用，不過水能在生態(tài)方面具有副作用，而且許多地區(qū)并不具備水能利用的條件。風能同樣成本較低，技術(shù)成熟且無污染，但是面臨許多地區(qū)不具備使用條件、成本下降潛力有限等問題。相比較而言，太陽能光電具有以下優(yōu)勢:清潔無污染，不產(chǎn)生環(huán)境與生態(tài)問題，可以在城市中大規(guī)模運用，特別適用于邊遠地區(qū)。晶體硅太陽能電池主要分為兩大類:單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池，兩種硅基材料太陽能電池目前已經(jīng)構(gòu)成市場應用的主流產(chǎn)品。目前國內(nèi)外，多晶硅太陽能電池由于具有單晶硅電池不具有的綜合優(yōu)勢，在應用終端所占的市場份額逐漸擴大，并且呈不斷增加趨勢，目前國內(nèi)外排名前幾位的晶體硅太陽能電池廠商均加大了多晶硅電池的研發(fā)力度與生產(chǎn)份額。多晶硅太陽能電池與單晶太陽能電池相比，具有原材料價格與加工成本低、成品率高、電池衰減小、單位設(shè)備產(chǎn)能大等優(yōu)點，綜合各方面比較，多晶硅太陽能電池較單晶硅太陽能電池都具有很大優(yōu)勢。但是制約多晶硅太陽能電池普及的一個重要瓶頸為多晶硅太陽能電池目前在轉(zhuǎn)換效率較單晶硅電池普遍低1%，因此縮小多晶硅與單晶硅電池之間轉(zhuǎn)換效率的差距，則成為業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的焦點。根據(jù)生長方法的不同，多晶硅可分為等軸晶、柱狀晶。通常在熱過冷及自由凝固的情況下會形成等軸晶，其特點是晶粒細，機械物理性能各向同性。如果在凝固過程中控制液固界面的溫度梯度，形成單方向熱流，實行可控的定向凝固，則可形成物理機械性能各向異性的多晶柱狀晶，太陽能電池多晶硅錠就是采用這種定向凝固的方法生產(chǎn)的。
在實際生產(chǎn)中，太陽能電池多晶硅錠的定向凝固生長方法主要有澆鑄法、熱交換法(HEM)、布里曼(B ridgem an)法、電磁鑄錠法,其中熱交換法與布里曼法通常結(jié)合在一起。目前我們多晶鑄錠(硅錠)采用的直熔的定向凝固的方式生長，完成鑄錠后的晶粒的取向為垂直坩堝地面，目前多晶鑄錠配套的常規(guī)工裝夾具均采用先豎切再橫切的方式，即豎切將整錠開發(fā)成25塊錠，再對每塊錠進行橫切成硅片，采用該方式切片的硅片晶粒較細，太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可提高太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率的多晶硅太陽能電池切片方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種多晶硅太陽能電池切片方法，包括將硅錠先橫切再豎切。作為上述方案的進一步設(shè)置，先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再進行豎切。即橫切先將整個硅錠切成上下2塊相同體積的錠，再對錠進行豎切成硅片。本發(fā)明可先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再橫向豎切成小錠，最后將每個小錠進行縱向豎切成硅片。本發(fā)明可先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切數(shù)刀，形成數(shù)塊等體積的小淀，最后將每塊小淀進行縱向豎切成娃片。本發(fā)明可先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切4刀，形成10塊等體積的小錠(即2X5=10塊小錠)，最后將每塊小錠進行縱向豎切成硅片。本發(fā)明采用先橫切再豎切的方式所得到的硅片晶粒呈長條狀，整體晶粒較大，可有效降低制造的電池的復合，少子壽命有明顯的提升，提高Voc、Isc和太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率，最終獲得電性能的有效增益。本發(fā)明的有益效果在于:
I)采用本方法切片無須對夾具進行調(diào)整，在擺放夾具時也無需考慮是否會出現(xiàn)搗壞硅片的現(xiàn)象，避免了很多不必要的操作，杜絕了這些操作有可能在切割過程中對硅棒造成的負面影響，減少了操作工的操作步驟，不影響切片工作效率。2)提高Voc和Isc，最終使得太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率能提高至17.50%及以上。3)能適用于不同尺寸多晶硅太能電池的切片方法，適用于大規(guī)模生產(chǎn)也適用于小批量的生產(chǎn)。4)采用該方式切片得到的硅片晶粒呈長條狀，整體晶粒較大，可有效降低制造的電池的復合，少子壽命有20us及以上(產(chǎn)業(yè)上普通多晶硅太陽能硅片的少子壽命在10 us及以下)。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為常規(guī)的多晶硅切片方法流程示意 圖2為本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，目前多晶鑄錠(硅錠)配套的常規(guī)工裝夾具均采用先豎切再橫切的方式，即豎切將整塊硅錠開發(fā)成25塊小錠，再對每塊小錠進行橫切成硅片，采用該方式切片的硅片晶粒較細，太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率低。如圖2所示，本發(fā)明一種多晶硅太陽能電池切片方法，將硅錠先橫切再豎切，具體為:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再橫向豎切成數(shù)塊小錠，最后將每個小錠進行縱向豎切成硅片。作為優(yōu)選方案，可先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切數(shù)刀，形成數(shù)塊等體積的小錠，最后將每塊小錠進行縱向豎切成硅片。圖2所示的實際步驟為:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切4刀，形成10塊等體積的小錠，最后將每塊小錠進行縱向豎切成硅片。
下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不受以下實施例所限定。實施例1:將規(guī)格為80 (長)X 80 (寬)X 32 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為80 (長)X80 (寬)X16 (高)cm，再等間距橫向豎切4刀，形成2 X 5=10塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊6英寸的0.18-0.22mm厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是21us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為626mv，Isc為8.64A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.51%。實施例2:將規(guī)格為64 (長)X 64 (寬)X 26 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為64 (長)X64 (寬)X13 (高)cm，再等間距橫向豎切4刀，形成2 X 5=10塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊5英寸的0.18-0.22_厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是23us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為626mv，Isc為8.66A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.52%。實施例3:將規(guī)格為48 (長)X 48 (寬)X 32 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為48 (長)X48 (寬)X16 (高)cm，再等間距橫向豎切2刀，形成2X3=6塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊6英寸的0.18-0.22_厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是20us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為625mv，Isc為63A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.50%。實施例4:將規(guī)格為39 (長)X 39 (寬)X 26 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為39 (長)X39 (寬)X13 (高)cm，再等間距橫向豎切2刀，形成2X3=6塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊5英寸的0.18-0.22_厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是24us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為626mv，Isc為8.67A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.52%。實施例5:將規(guī)格為64 (長)X 64 (寬)X 26 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為64 (長)X64 (寬)X13 (高)cm，再等間距橫向豎切4刀，形成2 X 5=10塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊5英寸的0.18-0.22mm厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是21us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為626mv，Isc為8.52A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.50%。實施例6:將規(guī)格為39 (長)X 39 (寬)X 26 (高)cm的硅錠先橫切成均勻的上下兩部分，即每部分的規(guī)格均為39 (長)X39 (寬)X13 (高)cm，再等間距橫向豎切2刀，形成2X3=6塊等體積的小錠，最后用多線切割機將每塊小錠進行縱向豎切，形成數(shù)塊5英寸的0.18-0.22_厚度的硅片。經(jīng)測該硅片的少子壽命是20us，做成太陽能電池片，該太陽能電池片的Voc為625mv，Isc為53A，電池平均轉(zhuǎn)化效率為17.51%?？傊景l(fā)明一種多晶硅太陽能電池切片方法，可有效降低制造的電池的復合，少子壽命達到20 us及以上，太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率達到17.50%及以上。采用本發(fā)明操作簡單、無須改動工裝夾具，不增加成本。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅太陽能電池切片方法，其特征在于:將硅錠先橫切再豎切。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅太陽能電池切片方法，其特征在于:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再進行豎切。
3.如權(quán)利要求2所述的一種多晶硅太陽能電池切片方法，其特征在于:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再橫向豎切成小錠，最后將每個小錠進行縱向豎切成硅片。
4.如權(quán)利要求3所述的一種多晶硅太陽能電池切片方法，其特征在于:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切數(shù)刀，形成數(shù)塊等體積的小錠，最后將每塊小錠進行縱向豎切成硅片。
5.如權(quán)利要求4所述的一種多晶硅太陽能電池切片方法，其特征在于:先將硅錠橫切成均勻的上下兩部分，再等間距橫向豎切4刀，形成10塊等體積的小錠，最后將每塊小錠進行縱向豎切成硅片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅太陽能電池切片方法，屬于多晶硅的切片工藝技術(shù)領(lǐng)域，包括將硅錠先橫切再豎切。采用該方法切片得到的硅片晶粒呈長條狀，整體晶粒較大，可有效降低制造的電池的復合，少子壽命有20us及以上(產(chǎn)業(yè)上普通多晶硅太陽能硅片的少子壽命在10us及以下)，太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率達到17.50%及以上。采用本方法切片無須對夾具進行調(diào)整，在擺放夾具時也無需考慮是否會出現(xiàn)搗壞硅片的現(xiàn)象，避免了很多不必要的操作，杜絕了這些操作有可能在切割過程中對硅棒造成的負面影響，減少了操作工的操作步驟，不影響切片工作效率。
文檔編號B28D5/04GK103112093SQ201310032658
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者黃燕, 張強, 周國龍, 莫心龍 申請人:浙江向日葵光能科技股份有限公司, 浙江優(yōu)創(chuàng)光能科技有限公司