[发明专利]硅片切割方法及切割废料回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种硅片切割方法及切割废料的回收。

背景技术

近年来，随着全球石油、煤炭等能源日益紧张，太阳能逐渐成为重要的新能源，全球的太阳能产业进入了高速发展期。制备太阳能电池时，需要将高纯硅形成多晶硅锭，然后切割成硅片。在切割过程中，会有部分晶体硅被切磨为高纯硅粉进入到切割浆料中，造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片切割方法，以解决上述技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种硅片切割废料回收方法，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

硅片切割方法，利用线切割设备，采用线切割技术对硅锭进行切割，切割成硅片，其特征在于，所述线切割设备包括钢丝，所述钢丝在对硅锭进行切割之前，在所述钢丝上均匀涂覆一层浆磨料；

所述线切割设备和硅锭放置在惰性气体环境中，所述钢丝在惰性气体环境下对硅锭进行切割。

本发明将硅片的切割过程放置在惰性气体环境中进行，这样在切割过程中，能有效避免切割下来的硅粉氧化，以便在回收切割废料时，能提取出较高纯度的硅材料。

所述浆磨料包括碳化硅和切割油料的混合料；所述切割油料包括聚乙二醇。本发明将聚乙二醇作为粘结剂可以将碳化硅材料很好的粘结在钢丝上，作为磨料，钢丝在走动过程中，切割硅锭。

本发明为硅片的线切割工艺，在钢丝对硅锭进行切割过程中，钢丝与硅锭的切割摩擦会产生热量，因此本发明采用如下设计，以降低切割产生的热量：在浆磨料对钢丝进行涂覆之前，先将浆磨料采用冷却系统进行冷却，冷却后的浆磨料在钢丝表面均匀涂覆，在钢丝对硅锭进行切割过程中，冷却后的浆磨料带走切割产生的热量。

所述惰性气体环境优选采用氮气环境，所述线切割设备和硅锭放置在充有氮气的工作舱中，所述钢丝在氮气环境下对硅锭进行切割。

所述钢丝在氮气环境下对硅锭进行切割时，往工作舱中循环充入液态氮，液态氮的温度不高于20度，通过液态氮冷却钢丝切割硅锭时产生的热量。

硅片切割废料回收方法，采用上述硅片切割方法切割硅锭后，会产生废料，废料的回收包括如下步骤：

1)将硅片切割产生的废料采用固液分离的方式从废料中分离出聚乙二醇和固体混合物；

2)采用溶剂对固体混合物进行清洗；

3)采用萃取分离的方式将固体混合物进行初步的分离，分离出硅和碳化硅；

4)将分离出的硅加入密度在硅和碳化硅之间的液体中进行浮选，浮选出硅和碳化硅；

将萃取分离出的碳化硅和浮选出的碳化硅混合。

本发明采用上述方式将废料中的聚乙二醇、碳化硅和硅进行分离，由于碳化硅和硅进行了二度分离，其分离后的碳化硅和硅回收率高、纯度高，有效解决了硅材料的短缺问题，并解决了切割废料的污染，提高了资源的回收利用，环保节能。

步骤1)中，优选采用真空离心机或真空过滤机实现固液分离，在真空离心机或真空过滤机内充入惰性气体。以便在进行固液分离时，硅不容易氧化，最后能得到高纯度的硅。

步骤2)中，在对固体混合物进行清洗时，优选采用超声波清洗的方式清洗固体混合物。

步骤4)之后，浮选出的硅还进行磁选，并进行酸洗、干燥，得到硅粉。在硅锭进行切割过程中，会有部分的金属混合在硅中，采用磁选后，可以将金属排除。另外，由于硅容易氧化，在回收过程中，不可避免的会在硅表面氧化，形成二氧化硅，因此将回收的硅使用酸性物质进行酸洗，最终可以得到高纯度的硅粉。

步骤4)之后，混合后的碳化硅还进行磁选，并进行碱洗、酸洗、清水冲洗、烘干，得到碳化硅颗粒。

本发明还可以将碳化硅颗粒用干法分级筛选得到符合要求的碳化硅。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明能对硅片切割后的废料进行回收利用，降低了硅片切割的成本，并解决了切割废料的污染，环保节能。

附图说明

图1为本发明硅片切割废料回收方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。