[发明专利]电火花工艺制备类单晶籽晶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电火花工艺制备类单晶籽晶方法，具体是用该方法能大幅度提高单晶硅棒的籽晶成才率，将生产过程中原材料及能耗的浪费降到最低，同时该方法可大大增加籽晶的面积，能够大幅度提高类单晶制备过程中铸锭良率，且切板、倒角可一次性完成。同时由于该工艺是基于传统电火花线切割机床改造后实现，因而可大幅度降低设备成本和光伏产业链中单晶硅棒切割的生产成本，极大的提高了生产效率，进一步推动行业的整体价格趋向市场自然启动点

背景技术

目前类单晶籽晶的制备方法是将直拉法得到的(100)晶向单晶棒进行开方，得到断面尺寸为156×156mm的方柱，将其切成20mm厚的块状籽晶。这种传统切割方式不仅硅棒利用率不高(大约在63％)，而且籽晶成材面积小，容易在类单晶铸锭过程中产生漂浮现象，同时由于籽晶之间的缝隙很多，铸锭良率不高。加工过程中由于需要二次加工，增加了设备数量及用工数量。传统开方、切块过程需要消耗大量砂浆和金刚丝或钢丝，原材料消耗巨大，同时传统开方、切块过程中会产生大量硅粉，不仅难以回收，而且极易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是，针对目前类单晶籽晶制备效率不高，原材料消耗巨大，成本居高不下，难以满足太阳能行业日益增长的需求和价格高企等问题，提供一种电火花工艺制备类单晶籽晶方法，从而减少行业设备投资，提高切割效率，降低能耗和原材料消耗，并且降低环境污染。

本发明的技术方案是：一种电火花工艺制备类单晶籽晶方法，基于用电火花线切割机床改造后对硅棒进行切割，其特征在于电极丝通过横向往复运动将硅棒切割成长条形籽晶硅板，通过纵向运动实现籽晶硅板倒角，得到长方形板状籽晶；所述籽晶厚度可以是10-60mm，宽度根据切割位置变化；硅棒竖直放置，电极丝和硅棒中心线平行。

本发明的优点是：

1.电火花属于传统机床，有利于生产普及，实现产业化，可以最大限度降低制造成本。

2.本方法可提高单晶硅棒利用效率，由目前的63％提高至89％，大大降低类单晶籽晶制备工艺中的浪费，将生产过程中原材料的浪费降到理论最低，缩短加工时间，从而降低能耗。

3.基于本方法，用一台设备即可一次性完成切割需求，减少了行业中设备投资。

4.由于本方法是用电火花一次性切割成型，所切边缘亦为成型的硅材料，可以继续使用，提高了硅材料的利用率。

5.电火花切割工艺是利用放电产生高温，使被切割物瞬间气化，因此不需目前开方机上用到的磨砂或金刚砂，降低了原材料消耗。

6.本方法由于能大幅度提高类单晶籽晶的成材面积，能够改善并有效提高铸锭良率，大幅度降低能耗，提高效益。

7.电火花类单晶籽晶制备方法能大幅降低目前工艺成本，对太阳能行业整体成本的降低将起到极大的推动作用。

附图说明

图1为本发明方法装置结构示意图。

图2为本发明方法加工流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1为本发明方法装置结构示意图，包括电极丝(1)、单晶硅棒(2)。所述单晶硅棒(2)竖直放置，电极丝(1)和单晶硅棒(2)的中心线平行。

图2为本发明方法加工流程示意图。一种电火花工艺制备类单晶籽晶方法，基于用电火花线切割机床改造后对硅棒进行切割，其特征在于电极丝通过横向往复运动将硅棒切割成长条形籽晶硅板，通过纵向运动实现籽晶硅板倒角，得到长方形板状籽晶；所述籽晶厚度可以是10-60mm，宽度根据切割位置变化。