[发明专利]树脂金刚线的制作方法

说明书

技术领域

本发明一种树脂金刚线的制作方法，涉及光伏技术领域。

背景技术

光伏(PV or photovoltaic)是太阳能光伏发电系统(photovoltaic power system)的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

目前各国政府都在积极发展清洁能源，随着技术提升成本下降以及各国积极光伏政策的推出，预计光伏行业将快速发展。根据欧洲光伏产业协会（EPIA）预测光伏市场将在今后5年里保持30%～40%的快速增长，其后10年的增长速度也将达到20%～30%。硅片就是制造光伏电池的基板。硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。该切割工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭，将硅锭切成方块，然后切成200um的硅片。

一直以来的硅片切割技术以传统的砂浆切为主，但是，因为技术局限，有难以解决的难题：难题之一：硅粉难以有效利用和加工材料的粗大化，使硅片难以切得更薄，成本难降低；难题之二：易产生造成环境污染的产业废弃物，治污成本较大。

在光伏领域，为了满足市场对于更低成本和更高生产力的要求，金刚线技术的研究和产业化，将进一步缩小硅片厚度并降低了切割过程中的材料损耗，从而减少了太阳能电力的硅材料消耗量。

目前，原材料几乎占了晶体硅太阳能电池成本的三分之一，因此，金刚线技术对于降低太阳能每瓦成本并最终促使其达到电网平价起到了至关重要的作用。最新最先进的金刚线技术带来了很多创新，将提高生产力并通过更薄的硅片减少硅材料的消耗。金刚线在国外已经进行了比较深入的研究，而国内在这一方面的研究还处在起步阶段。

硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。但在硅片切割工艺中我们需要面对多项挑战，主要聚焦于光伏产业金刚线的生产力，也就是单位时间内生产的硅片数量。生产力取决于以下几个因素：

1)金刚线直径——更细的切割线意味着更低的损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片。然而，切割线越细越容易断裂。

2)荷载——每次切割的总面积，等于硅片面积X每次切割的硅块数量X每个硅块所切割成的硅片数量。

3)切割速度——切割台通过切割线切割网的速度，这在很大程度上取决于切割线运动速度，马达功率和切割线拉力。

4)易于维护性——金刚线在切割之间需要更换切割线，维护的速度越快，总体的生产力就越高。

金刚线与由游离的磨料进行线切割的加工技术相比，其优势体现在以下方面：

1）用金刚线与传统的碳化硅磨料切割相比，效率高、寿命长，切割精度高，硅片质量好。

2）用金刚线替代碳化硅磨料，将更容易回收废渣中的多晶硅。据统计，约有40%的多晶硅没有得到利用，浪费在废渣中，难以与碳化硅分离。若采用钻石线切割，可以凭借燃烧的方式，分离并循环利用多晶硅。

3）可使用水溶性冷却液，便于回收。

但目前金刚线的生产工艺尚有缺陷，以前，对于金刚线砂粒固定线的制造是把树脂作为粘合剂的，将含有砂粒和粘合剂的粉浆敷到芯线上之后，粘合剂硬化需要很长时间。现有生产设备的生产速度为２００～３００mm/sec，产线设备约纵长10米。

发明内容

本发明的目的在于提供一种树脂金刚线的制作方法。

本发明目的通过下述技术方案实现：

第一步，配制金刚砂树脂液，包括：金属（Ni、Ti、Cu等）涂层后的金刚砂、树脂系粘合剂、有机溶剂和SiC砂粒搀料，其中，树脂系粘合剂为可溶酚醛清漆和/或者可溶酚醛树脂，用搅拌机搅拌至酚醛树脂溶解于二甲基甲酰胺中的糊状物，注入模具中；

第二步，固定金刚砂：先安装芯线，将芯线接至送线轴，芯线输送速度：1000～2000mm/sec，让芯线通过模具，使树脂液均匀涂在芯线上，树脂液的涂敷量为：0.003～0.040g/m，在模具的出线口设置金刚石凹模，通过设定凹模尺寸得到所需尺寸的涂抹着树脂液的钢线，其中，所述的芯线为切片机上使用的切割钢线；

第三步，将上述涂抹着树脂液的钢线通过加热炉，加热炉长度：500mm～1500mm，温度为：400～1000℃烘烤，达到树脂液呈半硬化，得到半硬化树脂金刚线；