CN102229214A

CN102229214A - 一种硅片生产用喷嘴以及一种硅片生产系统

Info

Publication number: CN102229214A
Application number: CN2010106174776A
Authority: CN
Inventors: 杨长剑; 吕健; 张小茂; 关长波; 蔡龙; 乔晓东
Original assignee: Zhejiang Yuhui Solar Energy Source Co Ltd
Current assignee: Renesola Zhejiang Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-11-02

Abstract

本发明提供了一种硅片生产用喷嘴，包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。本发明提供的喷嘴能够有效的防止砂浆飞溅破坏砂帘的稳定性，提高硅片的质量。本发明还提供了一种硅片生产系统。

Description

一种硅片生产用喷嘴以及一种硅片生产系统

技术领域

本发明涉及一种硅片生产领域，尤其涉及一种硅片生产用喷嘴以及一种硅片生产系统。

背景技术

近几年我国太阳能产业不断扩大，现在的市场及社会促使光伏行业中的经营单位必须要优势的经营战略；先进的生产技术、生产成本最低化、产出率最大化、合理利用资源成为太阳能光伏企业目前面临的最大问题。

单晶硅片广泛应用于微电子或太阳能电池领域，是硅料经直拉法制成的单晶棒，把单晶硅棒切断成硅块或硅棒后，通过多线切割机切割而得到单晶硅片，切片是一个直接影响单晶硅片质量的一个重要环节，在切片过程中影响切片质量的因素有很多种，其中在切割过程中供应砂浆的砂帘稳定性对整个切割过程带来的影响也是相当大。目前硅片的切割主要使用的是NTC442DM切片机，其切割原理是：使用钢丝带作为砂浆的载体，砂浆主要是由SiC与切割液混合而成的浆料组成，砂浆由NTC442DM切片机输料系统进入喷嘴，从喷嘴中喷出砂浆包覆在高速旋转的钢丝带上，形成一层SiC层，SiC具有菱形的晶体形状，硬度高，耐磨性好，从而，所述SiC层对硅块或硅棒进行磨削，起到切割的效果。

在切割过程中，由喷嘴喷出的浆料会形成像窗帘一样的砂浆流，本领域人员称其为砂帘。在切割过程中，由于喷嘴和钢丝带之间的距离很小，而钢丝带在快速运转，砂浆接触到钢丝带的瞬间会有少量的砂浆以无规律的方向飞溅，飞溅的砂浆会打到砂帘，影响了砂帘的稳定性，而砂帘不稳定，就会导致在切割过程中出现切削力不均，硅片表面因切削力不足产生线痕和色差，钢丝带磨损严重，甚至断线报废，

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种硅片生产用喷嘴以及一种硅片生产系统，减少飞溅砂浆对砂帘稳定性的影响，保证了砂帘稳定性，从而提高了硅片的生产质量。

为了达到以上目的，本法明提供了一种硅片生产用喷嘴，包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。

优选的，所述挡板距所述喷口中心的距离为5～10mm。

优选的，所述挡板的长度与所述喷口的长度之比为1∶1.0-1.1。

优选的，所述挡板的垂直高度为12～14mm。

本发明还提供了一种硅片生产系统，包括：通过所述固定片固定在切片机上的喷嘴；设置于所述喷嘴下方的钢丝带；所述钢丝带通过转轮带动旋转；设置于钢丝带上方与所述喷嘴平行的硅块；

其中所述喷嘴包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。

优选的，所述钢丝带的数量为800-1000根，且相互平行并处于同一平面。

优选的，所述喷嘴与所述钢丝带呈90°角。

优选的，所述喷嘴的个数为3～5个。

优选的，所述喷嘴上的喷口距离钢丝带15～20mm。

优选的，所述所述挡板距所述喷口中心的距离为5～10mm。

本法明提供了一种硅片生产用喷嘴，包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。本发明提供的喷嘴在喷口两边设置了挡板，能够有效的阻挡飞溅的砂浆碰撞砂帘，稳定了砂帘的供给，提高了砂帘的稳定性，从而提高了硅片的质量。

本发明还提供了一种硅片生产系统，包括通过所述固定片固定在切片机上的喷嘴；设置于所述喷嘴下方的钢丝带；所述钢丝带通过转轮带动旋转；设置于钢丝带上方与所述喷嘴平行的硅块；

其中所述喷嘴包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。本发明提供的硅片生产系统使用喷口两边设置有挡板的喷嘴作为砂浆喷嘴，砂浆从喷嘴中喷出，形成砂帘，砂帘流在高速旋转的钢丝带上，所述砂浆包覆在钢丝带上形成SiC切割层，在钢丝带的挤压和摩擦切割作用下将硅块切割成硅片。使用本发明提供的硅片生产系统，砂浆流动顺畅，砂帘稳定性高，生产的硅片表面光滑色差小，线痕少，厚度更均匀。

附图说明

图1本发明提供的喷嘴的立体结构示意图；

图2本发明提供的喷嘴的主视图；

图3本发明提供的喷嘴的侧视图；

图4本发明实施例1提供的硅片生产系统示意图；

图5 2010年9月份与往年同期相比生产产品的成品率和出片率对比图；

图6 2010年9月份与往年同期相比生产硅片的线痕率，色差率以及产品厚度的对比图；

图7 2010年10月份与往年同期相比生产产品的成品率和出片率对比图；

图8 2010年10月份与往年同期相比生产硅片的线痕率，色差率以及产品厚度的对比图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种硅片生产用喷嘴，包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。

按照图1所示，本发明提供的硅片生产用喷嘴包括：喷嘴腔体1、第一档板2、第二挡板3、喷口4、固定片5。图2、图3中的标号所指的部分与图1相同。按照本发明，喷嘴腔体1可选长方体、圆柱体或外表面为多边形的中空管，本发明优选使用圆柱体中空管，所述喷嘴腔体的材料优选为不锈钢管、所述不锈钢管的内径优选为28mm～30mm，壁厚优选为6mm～8mm。所述喷嘴腔体用于输送SiC砂浆。在所述喷嘴墙体1上设置有用于喷出砂浆的喷口4，在所述喷口4两边分别对称设置有2～4个挡板，优选2个挡板，即第一挡板2和第二档板3，所述挡板在硅片切割时可以阻挡飞溅的砂浆，使其不能碰触砂浆形成的砂帘，使砂浆流动稳定形成稳定性较好的砂帘，使切割硅块的力更加均匀，提高了硅片的成品率。

按照本发明，所述喷口2宽度优选为18±0.005mm，所述第一档板和第二档板距喷口中心距离优选为5～10mm，更优选为6～8mm。所述挡板的垂直高度为12～14mm，所述喷口与所述挡板的长度之比优选为1∶1.0-1.1。

按照本发明，所述固定片5可以为焊接在喷嘴腔体上也可以是与喷嘴腔体一起成型，本发明优选一体成型。固定片上有2个U形缺口用于固定在切片机上，固定方式优选为螺栓固定。

本发明还提供了一种硅片生产系统，包括：本发明还提供了一种硅片生产系统，包括通过所述固定片固定在切片机上的喷嘴；设置于所述喷嘴下方的钢丝带；所述钢丝带通过转轮带动旋转；设置于钢丝带上方与所述喷嘴平行的硅块；

按照本发明所述系统中喷嘴个数优选为3～5个，更优选为3个，喷嘴与钢丝带呈90°角。如图4所示，本发明提供的硅片生产系统优选包括：1^#喷嘴1、2^#喷嘴2、3^#喷嘴3、4^#喷嘴4、5^#喷嘴5、钢丝带6、转轮7、硅块8、砂浆9；其中，喷嘴1～5通过固定片连接在NTC442DM切片机上，切片机的出料口与喷嘴腔体契合，SiC砂浆从所述出料口中进入喷嘴腔体后由所述喷嘴腔体上设置的喷口喷出，喷口下方设置有钢丝带，所述钢丝带由转轮带动的沿顺时针或逆时针旋转，所述喷口与所述钢丝带的距离优选为15～20mm，所述挡板距钢丝带的距离优选为3～6mm。所述钢丝带的个数优选为800-1000根，且在同一平面内平行，每两根钢丝带之间的距离优选为0-1mm，更优选为0.3-0.5mm。

当SiC砂浆从喷口中喷出后会形成稳定的流体，本领域人员称为砂帘，砂帘与钢丝带接触并包覆与钢丝带表面，在钢丝带表面形成了一层切割层，由于SiC的高硬度和高耐磨性，所述切割层容易就能切割硅块，并且在高速转动的钢丝带的作用下，摩擦力增大，更加大了切割速率，但是这样会产生砂浆飞溅破坏砂帘的稳定性，甚至造成断流，切割力不均，生产的硅片表面线痕多，有色差，薄厚不均，另外，断流后的钢丝带上会有部分没有包覆砂浆，而钢丝带直接接触硅块会磨损钢丝带，缩短了钢丝带的使用寿命，增加了成本。而使用本发明提供的硅片生产系统因为在喷口两边设置了挡板，且挡板距钢丝带仅有2～6mm，所以飞溅的砂浆无法打到砂帘，而是直接打在了挡板上，从而避免了断流，提高了砂帘的稳定性，从而提高了生产的硅片的质量。

按照本发明，图5～图8中A为使用本发明喷嘴及生产系统生产的硅片的性能，B为往年同期没有使用本发明提供的喷嘴及生产系统生产的硅片性能。

图5为2010年9月份与往年同期相比生产产品的成品率和出片率对比，成品率是A级产品与所有生产硅片的个数的比值，而出片率为实际生产硅片与理论生产硅片数量的比值。图6为2010年10月份与往年同期生产硅片的成品率和出片率对比。通过图5和图6可以看出，使用了本发明提供的喷嘴以及生产系统生产的硅片成品率和出片率均比使用原来的喷嘴和生产系统有所提高。

图6为2010年9月份与往年同期相比生产硅片的线痕率，色差率以及产品厚度的比较，如图6所示，使用了本发明提供的喷嘴和生产系统生产的硅片线痕率、色差率和厚度均有下降，硅片质量更高。图8为2010年9月份与往年同期相比生产硅片的线痕率，色差率以及产品厚度的比较，如图8所示，使用了本发明提供的喷嘴和生产系统生产的硅片线痕率、色差率和厚度均有下降，硅片质量更高。

，使用两个月后，含有本发明提供的喷嘴的硅片生产系统在各个方面均比现有技术有所提高。说明本发明提供的漏嘴以及硅片生产系统在硅片生产中更有优势。

以上对本发明提供的一种硅片生产用喷嘴以及一种硅片生产系统进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种硅片生产用喷嘴，其特征在于，包括：用于输送砂浆的喷嘴腔体，设置于所述喷嘴腔体外表面上的第一挡板和第二挡板；设置于所述第一挡板与所述第二挡板之间的用于喷出砂浆的喷口；设置于喷嘴腔体一端用于与NTC442DM切片机固定的固定片。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述挡板距所述喷口中心的距离为5～10mm。

3.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述挡板的长度与所述喷口的长度之比为1∶1.0-1.1。

4.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述挡板的垂直高度为12～14mm。

5.一种硅片生产系统，其特征在于，包括：通过所述固定片固定在切片机上的喷嘴；设置于所述喷嘴下方的钢丝带；所述钢丝带通过转轮带动旋转；设置于钢丝带上方与所述喷嘴平行的硅块；

6.根据权利要求5所述的硅片生产系统，其特征在于，所述钢丝带的数量为800-1000根，相互平行并处于同一平面。

7.根据权利要求5所述的硅片生产系统，其特征在于，所述喷嘴与所述钢丝带呈90°角。

8.根据权利要求5所述的硅片生产系统，其特征在于，所述喷嘴的个数为3～5个。

9.根据权利要求5所述的硅片生产系统，其特征在于，所述喷嘴上的喷口距离钢丝带15～20mm。

10.根据权利要求5所述的硅片生产系统，其特征在于，所述所述挡板距所述喷口中心的距离为5～10mm。