Schneidmethoden für polykristalline Siliziumblöcke
Mit der rasanten Entwicklung sauberer Energie, Auch das Ziel der Netzparität bei der Photovoltaik-Stromerzeugung steht unmittelbar bevor. Während verschiedene Hersteller von kristallinem Silizium in der Photovoltaikindustrie ihre Produktionskapazitäten kontinuierlich ausbauen, Zudem senken sie konsequent die Produktionskosten, Das Schneiden kleiner Siliziumblöcke ist ein wichtiger Bestandteil der Kosten für kristalline Siliziumsolarzellen.
- Kristalline Siliziumblöcke können mit Innen- und Außendurchmesser-Klingen geschnitten werden, Schlitz-Drahtsägen oder festen Diamantdrahtschlaufen; Diamantdraht ist heute die dominante Methode.
- Festkorn-Diamantdraht erzeugt einen schmaleren Schnittspalt und eine bessere Oberfläche als das Sägen mit losem Schleifmittel, ohne Schlamm zu handhaben.
- Forschungs- und Produktionsdaten zeigen beide, dass das Schneiden mit Diamantdrahtschlaufen den Schnittverlust reduziert und den Ertrag für Silizium in Photovoltaikqualität erhöht.
Die unten genannten Methoden fließen alle ein Siliziumwafer-Schneiden, wo Schnittverlust und TTV den endgültigen Ertrag pro Block bestimmen.
Was ist ein Siliziumblock?
Ein kristalliner Siliziumblock ist ein großer, zylindrischer (oder quasi quadratischer) monokristalliner oder polykristalliner Siliziumstab mit regelmäßiger Atomordnung, hergestellt durch Schmelzen von hochreinem Polysilizium-Rohmaterial und den Einsatz präzise kontrollierter Kristallwachstumstechniken. Es dient als direktes Ausgangsmaterial für die Herstellung von Siliziumwafern.
Außergewöhnlich hohe Reinheit: Das Silizium-Rohmaterial muss typischerweise einen Reinheitsgrad von mindestens erreichen 99.9999% (6N), während Silizium in Halbleiterqualität bis zu erfordert 99.999999999% (11N). Eine so extrem niedrige Verunreinigung ist entscheidend, um überlegene elektrische Eigenschaften zu gewährleisten.
Perfekte Kristallstruktur:
- Monokristalline Siliziumblöcke: Der gesamte Block weist eine völlig einheitliche atomare Ausrichtung ohne Korngrenzen auf. Diese Struktur sorgt für eine extrem hohe Umwandlungseffizienz und hervorragende elektrische Leistung, macht monokristallines Silizium zum absoluten Mainstream-Material für hocheffiziente Solarzellen und fortschrittliche Halbleiterchips.
- Polykristalline Siliziumblöcke: Bestehend aus zahlreichen Siliziumkörnern unterschiedlicher Größe, getrennt durch Korngrenzen. While production costs are relatively lower, the conversion efficiency and electrical performance are slightly inferior to those of monocrystalline silicon.
Trend Toward Larger Dimensions: To enhance production efficiency and reduce downstream costs, the diameter of silicon ingots continues to increase. Zurzeit, mainstream solar-grade monokristallines Silizium ingots have reached diameters of 210mm (G12) or larger, while semiconductor-grade ingots commonly correspond to wafer sizes of 200mm (8 Zoll) and 300mm (12 inc
Why diamond cutting wire loops are used for cutting crystalline silicon
In the process of cutting crystalline silicon ingots for solar energy applications, most manufacturers currently use traditional diamond saw blades along with steel wire and mortar for cutting. Diamond saw blades have fast cutting speeds but produce wide kerfs. Während des Schneidvorgangs, Eine große Menge Siliziummaterials wird zu Siliziumpulver abgeschnitten, das in das Abwasser gelangt, was zu hohen Siliziumverlusten führt.
Der Siliziumverbrauch von Diamant-Schneidedrahtschlaufe die Schneidlinien beträgt ein Drittel des der Schneidlinien von Diamantsägenblättern, was erhebliche Einsparungen bei Siliziummaterialien ermöglicht. Das Schneidverfahren mit Stahldraht und Mörtel ist langsam, und sowohl Mörtel als auch Siliziumpulver gelangt gemeinsam in das Abwasser. Die Kosten für die Trennung sind hoch, wobei eine beträchtliche Menge Mörtel zurückgewonnen werden muss, was zu negativen Umweltauswirkungen führt. Zusätzlich, die Kosten für die Abwasserbehandlung sind hoch.
die Schnittgeschwindigkeit von Diamant-Schneiddrahtschleifen ist 2-3 um ein Mal schneller als bei der Mörtel- und Stahldraht-Schneidmethode, und das produzierte Siliziumpulver wird nur mit wasserbasierter Kühlflüssigkeit vermischt, was zu geringeren Abwasserbehandlungskosten führt. By using diamond cutting wire loops for cutting crystalline silicon ingots, high-speed cutting, environmental friendliness, and low-cost production can be achieved.
The current development status of the diamond granite wire saw.
The electroplated diamond cutting wire has advantages such as strong cutting force and neat cutting seams in the cutting of crystalline silicon ingots, and has experienced rapid development in the past three years. It has not only been widely used in the photovoltaic industry but also in other fields such as sapphire and magnetic material cutting.
Aber, there are still issues in the production of electroplated diamond cutting wires, such as unstable processes, easy detachment of diamond particles, and high production costs, which hinder the widespread adoption of electroplated diamond cutting wires.
Forschungsergebnisse zu Diamantdrahtschlaufen.
Basierend auf der grundlegenden Theorie des Verbundgalvanisierens, untersucht dieser Artikel die Prozessparameter, die das Galvanisieren von Diamantschneiddrahtschlaufen beeinflussen. In den Experimenten, wurde ein 0,27 mm Durchmesser kupferbeschichteter Hochkohlenstoffstahldraht als Basisdraht verwendet. Die Galvanisierlösung verwendete eine Nickel-Sulfamat-Galvanisierlösung, und es wurden W30-40-Diamantpartikel verwendet. Es wurden Schlussfolgerungen bezüglich der Vorbehandlung von Diamantpartikeln mit Nickelschicht gezogen, wobei die chemische Nickelschichtmethode als am besten geeignet befunden wurde, um galvanisierte Diamantschneiddrahtschlaufen für Schneidzwecke herzustellen. Durch die Untersuchung verschiedener Parameter des Gewichtsverhältnisses von nickelbeschichteten Diamantpartikeln, Ein stabiles Produktionsgewicht-Verhältnis für nickelbeschichtete Diamantpartikel wurde bestimmt.
Durch die Untersuchung des Einflusses der Stromdichte der Nickelelektroplattierung mit Sulfamat auf die Sprödigkeit der Beschichtung, wurde die optimale Stromdichte für die Herstellung von elektroplattierten Diamantschneiddrahtschlaufen bestätigt. Durch die Untersuchung des Effekts der Dicke der Sulfamat-Nickelelektroplattierung auf die Schneidleistung von elektroplattierten Diamantschneiddrahtschlaufen, wurde die optimale Einbettungsrate der Diamantpartikel in der Nickelschicht bestimmt.
Durch die Untersuchung des Einflusses der Anzahl der Diamantpartikel pro Fläche auf die Schneidleistung von elektroplattierten Diamantschneiddrahtschlaufen, Die optimale Anzahl von Diamantpartikeln pro Flächeneinheit, die der besten Leistung beim Schneiden von Diamantdrahtschlaufen entspricht, wurde bestimmt. Durch die Untersuchung der Auswirkungen von Spannungsabbaubedingungen und -zeiten auf die Schneidleistung von elektroplattierten Diamantdrahtschlaufen, Die optimalen Spannungsabbauparameter wurden identifiziert. Letzten Endes, Die industrielle Produktion von elektroplattierten Diamantdrahtschlaufen zum Schneiden von kristallinen Siliziumblöcken wurde erreicht.
Häufig gestellte Fragen
Welche Methoden werden verwendet, um kristalline Siliziumblöcke zu schneiden?
Die drei historischen Methoden sind Innenblatt-Sägen, Schnurloses Schleifmittel-Drahtsägen und feste Diamantdrahtschlaufen. Diamantdrahtschlaufen-Schneiden ist zur Mainstream-Wahl geworden.
Warum wird die Diamantdrahtschlaufe dem Schlupfsägen vorgezogen?
Feste Diamantschleifmittel erzeugen eine schmalere Schnittfuge, ein sauberer Prozess ohne Schlämme-Handhabung oder -Entsorgung, und mehr Wafer pro Ingot.
Was ist ein kristalliner Silizium-Ingot?
Es ist ein monokristalliner oder polykristalliner Siliziumzylinder, der durch Methoden wie Czochralski gezogen wird, der dann in Wafer für Solarzellen und Halbleitergeräte geschnitten wird.
Technische Inhalte geprüft vom Ensoll-Engineering-Team – einem Hersteller von Diamantdraht-Schleifen 10+ Jahre der Produktionserfahrung.
