1、Xinyu College毕业设计（论文）题 目 硅片（多晶硅）切割工艺及流程 所 属 系 太阳能科学与工程系 专 业 光伏材料加工与应用技术 硅片（多晶硅）切割工艺及流程I硅片（多晶硅）切割工艺及流程摘要随着能源短缺和环境污染等问题的日益加剧，利用可再生、无污染的能源已成为现代社会的一个趋势，太阳能的开发与利用越来越被人们所重视。未来太阳的大规模应用主要是用来发电，目前实用太阳能发电方式主要为“光 电 转 换 ”。 其 基 本 原 理 是 利 用 光 生 伏 打 效 应 将 太 阳 辐 射 能 直 接 转 换 为 电 能 ，它 的 基 本 装 置 是 太 阳 能 电 池 。 太 阳 能 电
2、池 是 由 太 阳 能 电 池 硅 片 组 件 组 成 的一个系统。硅片的质量直接影响了太阳电池的光电转换效率。本文介绍了光伏产业的发展现状及趋势，对多线切割、硅片切割机的工作原理及结构进行了大概的介绍，详细阐述了硅片切割工艺及流程，并对切片切割操作中遇到的问题及解决方案作了详尽的论述。关键词：多线切割；硅片（多晶硅）切割工艺及流程IIwafer(polycrystalline) cutting technology and flowAbstract As the shortage of energy and the pollution of environment, it is a tren
3、d use renewable and non-pollution energy nowadays, the development and use of solar energy is becoming more valued by people .A scale use of the sunshine is main use to generate electricity。Nowadays the main way to use solar to generate electricity is translate light to electricity . Its basic princ
4、iple is use photovoltaic effect to solar radiation energy to electric immediate. Its foundation appliance is solar cell. Solar cell is a system make of silicon wafers. The quality of silicon wafer influences the photoelectric conversion efficiency of solar immediate.This passage introduced the curre
5、nt situation and trend of Photovoltaic Industry. We have a general introduce of multiwire cutting , the operating principle and the structure of silicon wafer slitter. Also it included the expound silicon wafer cutting and technological process in detail. At last, we have a detail expound of the pro
6、blems and solve project while cutting silicon wafers and solve project.Keywords: multiwire cutting; 硅片（多晶硅）切割工艺及流程目 录摘要 .IABSTRACT .II第 1 章 光伏产业的发展现状及趋势 .11 .1 国际光伏产业的现状 .11 .2 国内光伏产业的现状 .11 .3 未来的发展趋势及展望.1第 2 章 多线切割 .32 .1 多线切割技术的发展历史 .32 .2 多线切割机的基本介绍 .32.3 中国太阳能硅片线切割设备国产化的现状和趋势.3第 3 章 硅片切割机的工作原理及
7、结构 .53 .1 基本结构 .53 .2 工作原理 .5第 4 章 硅片切割工艺及流程 .104 .1 切割工艺 .104.1.1 主要参数.114.1.2 切割液的(PEG)粘度.114.1.3 碳化硅微粉的粒型及粒度.124.1.4 砂浆的粘度.12 4.1.5 砂浆的流量.124.1.6 钢线的速度.124.1.7 钢线的张力.124.1.8 工件的进给速度.124 .2 主要操作流程 .104.2.1HCTB6 切片机开机准备.104.2.2 切割准备.104.2.3 取片.104.2.4 安装放线轮.10 4.2.5 布线网.10硅片（多晶硅）切割工艺及流程4.2.6 选取硅块4.
8、2.5 装硅块、切片.10第 5 章 切片切割操作中遇到的问题及解决方案 .135 .1 跳线的产生 .135 .2 断线的原因分析及解决 .135 .3 线痕的产生 .145 .4 切片操作过程中的注意事项 .17结 论 .22参考文献 .23致 谢 .24附 录 .25硅片（多晶硅）切割工艺及流程1第 1 章 光伏产业的发展现状及趋势11 国际光伏产业现状全球太阳能光伏产业发展现状CSIA 最新研究报告称，目前太阳能电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术成熟，但光电转换效率相对较低；而
9、薄膜电池成本低，发光效率高，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，未来薄膜电池会有更好的发展前景。 图 1 2009 年全球太阳能电池市场产品结构（按销售量）在各国政府的大力支持下，太阳能光伏产业得到了快速的发展。2006 年至 2009 年，太阳能光伏电池产量的年均增长率为 60%。由于受到 2008 年金融危机的影响，2009 年前两个季度光伏电池产量的增长速度有所放缓，但随着 2009 年下半年市场需求的复苏，2009 年全年的太阳能电池产量达到了 10431MW，比 2008 年增长 42.5%。 硅片（多晶硅）切割工艺及流程2图 2220062009 年全
10、球太阳能电池产量目前太阳能光伏发电的成本大约是燃煤成本的 1118 倍，因此目前各国光伏产业的发展大多依赖政府的补贴，政府的补贴规模决定着本国的光伏产业的发展规模。目前在政府的补贴力度上，以德国、西班牙、法国、美国、日本等发达国家的支持力度最大。2008 年，西班牙推出了优厚的光伏产业补贴政策，使其国内光伏产业出现了爆发式发展的态势，一度占据了世界光伏电池产量的三分之一强。2009 年德国光伏组件安装量高达 3200MW，占全球总安装量的 50.4%。 2.2 国内光伏产业现状一、我国太阳能光伏产业基本情况1、太阳能制造大国中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年 17000 亿吨标准煤。太阳能
11、资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于 20 世纪硅片（多晶硅）切割工艺及流程370 年代起步，90 年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过 30 多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。到 2008 年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到 140MW，从事光伏组件生产的企业近 400 家。而 2008 年我国的光伏产能首次超过德国，位居世界第一。2008 年全世界太阳能电池总产量达6850MW，我国太阳能电池总产量达 1780MW，占全球总量的 26%。其中，
12、国内太阳能电池龙头厂无锡尚德 2008 年产量约为 500MW，排名全球第三，而天威英利产出 281.5MW，天合光能产出约 200MW。而从市场占有率来看，中国太阳能电池厂商（包括台湾省）的市场占有率逐年提升，2007 年中国太阳能电池厂商市场占有率由 2006 年的20%提升至 35%，2008 年则更进一步，大幅提升至 44%，连续两年成为世界第一。2008 年台湾茂迪光伏电池产量在 270280MWp 之间。从企业发展看，目前全国涉及太阳能的生产企业已达 3000 多家，有 500 多家光伏企业和研发单位，其中多晶硅材料企业近 20 家，从业人员超过 10 万人。我国已有 11 家境外
13、上市和 12 家国内上市光伏企业。而在光伏设备领域，2008 年我国太阳能电池设备总销售额达17.66 亿元，增长迅速。其中，太阳能级硅单晶生长和加工设备销硅片（多晶硅）切割工艺及流程4售额达 12.26 亿元，占太阳能电池设备销售收入的 69.4%；太阳能电池芯片制造设备销售额为 5.4 亿元。2、产业呈区域式竞争格局目前，我国光伏产业经过爆炸式发展，产业规模不断扩大，已初步形成环渤海、长三角、珠三角、中部地区和西部地区五大板块。长三角以江苏为产业增长极，主打中下游的光伏电池及组件生产，产业规模占全国一半；环渤海以河北为核心，主打上游材料生产加工，产业规模居第二，主要聚集区为邢台宁晋、保定和
14、廊坊；珠三角以深圳为核心，主打下游应用产品生产；中部地区主要是江西、湖北、湖南；西部地区主要是四川、内蒙古、青海、陕西等省，重点利用、矿产等优势，主打上游多晶硅原料生产，可提供全国 10%的原料。总体上看，我国光伏产业正处在产业重组和战略布局阶段，目前国内有 28 个省市都把光伏产业作为新的主导产业和产业结构调整的重点，面临着巨大的产业整合压力。从我国光伏产业聚集格局变化趋势看，环渤海、长三角、珠三角和中西部地区已形成了多个覆盖光伏产业链的制造企业集群，未来将有可能逐步形成五大光伏产业集聚地。而在各省市当中，2008 年江苏省太阳能电池产量占全国总产量的份额高达 70%，成为名副其实的太阳能第
15、一大省。截止 2008 年，硅片（多晶硅）切割工艺及流程5江苏省已经有无锡尚德、常州天合、南京中电等 6 家海外上市光伏企业，其中，5 家进入世界前 20 强，另外还有 280 多家为光伏上市企业、骨干企业进行配套的特色企业，已经形成了完整的光伏产业链条。二、我国太阳能光伏产业存在的问题1、产业结构畸形：两头在外尽管过去几年，我国太阳能光伏产业发展迅速，但是仍然没有改变“两头在外”的畸形产业机构。2008 年我国光伏系统安装量为40MW，占全球总安装量的比例仅为 0.73%。而在 2007 年我国光伏系统安装量为 20MW，占全球总安装量的比例为 0.8%。而传统光伏大国德国 2008 年的光
16、伏系统安装量 1500MW，占全球总安装量的比例达到 27.27%；欧洲另一光伏大国西班牙的安装量则达到 2511MW，占全球总安装量的比例则高达 45.65%。与我国光伏系统安装量极少相对应的是，近年来我国光伏产品的产量已经稳居世界头把交椅。据中投顾问最新发布的2009-2012年中国太阳能电池行业投资分析及前景预测报告显示，2008 年我国光伏电池产量达 1.78GW，占全球总量的 26%。而从市场占有率来看，中国太阳能电池厂商(包括台湾省)的市场占有率逐年提升，2007 年中国太阳能电池厂商市场占有率由 2006 年的 20%提升至35%，2008 年则更进一步，大幅提升至 44%，连续两年成为世界第一。
