超薄太阳能硅片线切割工艺中悬浮液特性研究
摘要多线切割机MuIti．WireSaw，简称线锯以极高的生产效率和出片摘要率广泛应用在超薄大直径太阳能硅片加工领域。硅片在太阳电池的成本中几乎占了60％，所以利用线切割设备的先进工艺和技术特性来降低硅片成本、节约多线切割机MuIti．WireSaw，简称线锯以极高的生产效率和出片率广泛应用在超薄大直径太阳能硅片加工领域。硅片在太阳电池的成本中几乎占了60％，所以利用线切割设备的先进工艺和技术特性来降低硅片成本、节约原材料、提高生产效率已成为该领域目前关注的焦点。切割过程是造成硅片表观缺陷、应力、破损和机械损伤的最主要工序，对太阳电池性能有很大影响。因此研究线切割的工艺机理，研制新型悬浮液，对光伏行业的发展有重要的指导意义。一、悬浮液特性1、悬浮液性能优良的悬浮液兼有切削、粘滞、冷却三大功能，在悬浮液中加入研磨砂主要成份为SiC后的悬浮液又称砂浆。常用悬浮液为无色透明液体，具有粘滞性，能携带SiC颗粒随线网一起运动。悬浮液能有效降低硅片表面损伤应力、减小硅片的切割损伤层、提高切削速度。悬浮液的主要性能分析如下：1悬浮液能吸附在SiC颗粒表面上产生位垒，使颗粒分散开来，达到分散、悬浮的特性；提高SiC的分散稳定能力，防止颗粒团聚粘结，避免在硅片表面形成短粗的浅划伤。2悬浮液的润滑作用能减小SiC颗粒对硅片的强机械摩擦，使硅片表面与SiC间的摩擦转化为润滑膜分子问的内摩擦，使摩擦副运动平稳，提高切削速度；摩擦生热小，减小了切割损伤、应力和微裂。所谓润滑作用，是指悬浮液渗入线网一硅片及线网．碎屑之间形成润滑膜。由于这层润滑膜，使得这些界面的摩擦减轻，切削热、SiC颗粒磨损、硅片表面损伤均减小。3悬浮液的渗透性为其重要性质，渗透性表现为液体的粘度和浸润性。切割前沿温度很高，高温可使悬浮液呈汽化分解状态渗入切割前沿，气体比液体粘性力小，即使微小的间隙也能渗入。悬浮液渗入高温切割前沿区域内，通过对流和汽化把切削过程产生的热量带走，降低切割前沿温度，减少碱性悬浮液对硅片表面的氧化作用以及精细工件的热变形，使硅片的表面化学作用一致性好，并且它本身还应具备良好的散热能力。4切割过程产生的大量碎屑和硅粉，容易互相粘结且粘附在硅片和线网上，影响硅片表面粗糙度、降低切割精度，因此要求悬浮液具有清洗功能，其与液体的渗透性、流动性、粘度等因素有关。悬浮液中含有表面活性剂，可以r