CN116330502A - 硅片的加工方法和具有其的电池片、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种硅片的加工方法和具有其的电池片、光伏组件，所述加工方法包括以下步骤：S1、将硅棒段进行剖方以得到多个矩形方棒；S2、对每个所述矩形方棒进行抛光；S3、沿所述矩形方棒的长度方向切割抛光后的所述矩形方棒以得到多个用于制备电池片的硅片。根据本发明的硅片的加工方法，通过采用上述步骤S1至步骤S3，可以通过切割矩形方棒直接获得多个小尺寸的硅片，节省了划片的过程，保证了电池片的光电转换效率，且降低了硅片的碎片率，提高了单公斤硅棒段的硅片的出片量，同时可以避免切片后的硅片出现厚度不均、翘曲等问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，尤其是涉及一种硅片的加工方法和具有其的电池片、光伏组件。
背景技术
随着全球节能减排意识的不断增长，人们对光伏设备的需求越来越大。然而，由于硅料的价格不断攀升，导致用于制造电池片的硅片的价格上涨，为了平衡硅料涨价对硅片加工成本的影响，需要增加单公斤硅料的硅片出片数，通过降低加工成本来增加收益。
相关技术中，半片硅片的加工流程为对硅块直接切片以得到完整硅片，然后对完整硅片进行二次加工，分割得到半片硅片。然而，从硅块上切割得到的硅片的厚度有越来越薄的倾向，当硅片的厚度越薄时，二次加工时硅片的碎片率会增加，且硅片的切割处的电子空穴复合增加，导致电池片的光电转换效率下降，同时硅片的薄片化还增加了切片后的硅片的厚度不均、翘曲等问题出现的概率。另外，当加工大尺寸的硅片时，由于硅片的表面张力增加，同样会增加硅片碎片和隐裂的几率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硅片的加工方法，通过切割矩形方棒直接获得硅片，节省了划片过程，保证了电池片的光电转换效率，且降低了硅片的碎片率。
本发明的另一个目的在于提出一种包括上述加工方法制造而成的硅片的电池片。
本发明的再一个目的在于提出一种包括上述电池片的光伏组件。
根据本发明第一方面实施例的硅片的加工方法，包括以下步骤：
S1、将硅棒段进行剖方以得到多个矩形方棒；
S2、对每个所述矩形方棒进行抛光；
S3、沿所述矩形方棒的长度方向切割抛光后的所述矩形方棒以得到多个用于制备电池片的硅片。
根据本发明实施例的硅片的加工方法，通过采用上述步骤S1至步骤S3，可以通过切割矩形方棒直接获得多个小尺寸的硅片，节省了划片的过程，保证了电池片的光电转换效率，且降低了硅片的碎片率，提高了单公斤硅棒段的硅片的出片量，同时可以避免切片后的硅片出现厚度不均、翘曲等问题。
根据本发明的一些实施例，每个所述矩形方棒的横截面形状为矩形，所述矩形方棒的横截面上的短边为所述矩形方棒的横截面上的长边的N分之一，其中，所述N满足： 2≤N≤6，N为正整数。
根据本发明的一些实施例，在步骤S3中，沿两个所述长边中的其中一个朝向两个所述长边中的另一个的方向切割抛光后的所述矩形方棒，以得到多个所述硅片。
根据本发明的一些实施例，步骤S1具体包括：
S11、将所述硅棒段放置于剖方机构上，所述剖方机构的两个第一剖方件分别位于所述硅棒段的径向方向的两侧，两个所述第一剖方件相互平行，所述剖方机构的两个第二剖方件均与两个所述第一剖方件垂直，所述剖方机构的至少一个第三剖方件设在两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间；
S12、所述剖方机构沿所述硅棒段的轴向移动以将所述硅棒段切割为多个所述矩形方棒。
根据本发明的一些实施例，每个所述第一剖方件在所述硅棒段上的投影长度等于每个所述第二剖方件在所述硅棒段上的投影长度。
根据本发明的一些实施例，所述第三剖方件为多个，多个所述第三剖方件彼此间隔开地排布在两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间；或至少一个所述第三剖方件位于两个所述第一剖方件之间，其余的所述第三剖方件位于两个所述第二剖方件之间。
根据本发明的一些实施例，多个所述第三剖方件均匀间隔位于两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间。
根据本发明的一些实施例，在步骤S1前，还包括：S0、将硅棒切割为多个所述硅棒段。
根据本发明第二方面实施例的电池片，包括根据本发明上述第一方面实施例所述的硅片的加工方法制造而成的硅片。
根据本发明第三方面实施例的光伏组件，包括根据本发明上述第二方面实施例所述的电池片。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的硅片的加工方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的剖方机构的示意图。
附图标记：
1-硅棒段；2-矩形方棒；3-硅片；4：剖方机构；
41-第一剖方件；42-第二剖方件；43-第三剖方件。
具体实施方式
下面参照图1和图2描述根据本发明第一方面实施例的硅片3的加工方法。
如图1所示，根据本发明第一方面实施例的硅片3的加工方法，包括以下步骤：
S1、将硅棒段1进行剖方以得到多个矩形方棒2。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。此时每个矩形方棒2的长度方向的两个侧面为横截面积较小的矩形面。
S2、对每个矩形方棒2进行抛光。在该步骤中，通过对矩形方棒2进行抛光，可以磨削掉矩形方棒2表面的损伤层。
S3、沿矩形方棒2的长度方向切割抛光后的矩形方棒2以得到多个用于制备电池片的硅片3。
例如，在图1的示例中，可以先将硅棒段1进行剖方以得到两个矩形方棒2，之后，对所得的两个矩形方棒2进行抛光，最后，对抛光后的两个矩形方棒2分别进行切割，可以直接得到多个半片硅片(即完整硅片的二分之一)。由此，与传统的硅片的加工流程相比，节省了划片的过程，从而可以保证电池片的光电转换效率，降低了硅片3的碎片率，进而可以提高单公斤硅棒段1的硅片3的出片量，降低了加工成本，同时通过切割矩形方棒2可以直接得到小尺寸的硅片3，可以避免切片后的硅片3出现厚度不均、翘曲等问题。
根据本发明实施例的硅片3的加工方法，通过采用上述步骤S1至步骤S3，可以通过切割矩形方棒2直接获得多个小尺寸的硅片3，节省了划片的过程，保证了电池片的光电转换效率，且降低了硅片3的碎片率，提高了单公斤硅棒段1的硅片3的出片量，同时可以避免切片后的硅片3出现厚度不均、翘曲等问题。
在一些可选的实施例中，每个矩形方棒2的横截面形状为矩形，矩形方棒2的横截面上的短边为矩形方棒2的横截面上的长边的N分之一，其中，N满足：2≤N≤6，N为正整数。参照图2，每个矩形方棒2的长度方向的两个侧面的横截面形状为矩形，其中，矩形方棒2的横截面上的短边可以为矩形方棒2的横截面上的长边的二分之一，此时硅棒段1直接剖方为两个矩形方棒2，且切割后的硅片3可以用于制备半片电池片。当然，本发明不限于此，矩形方棒2的横截面上的短边可以为矩形方棒2的横截面上的长边的三分之一、四分之一、五分之一或六分之一，从而切割后的硅片3可以用于制备三分之一电池片、四分之一电池片、五分之一电池片或六分之一电池片。由此，可以直接从矩形方棒2获得多个小尺寸的硅片3，提高了电池片的光电转换效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤S3中，沿两个长边中的其中一个朝向两个长边中的另一个的方向切割抛光后的矩形方棒2，以得到多个硅片3。具体地，可以采用切割件例如钢线对矩形方棒2进行切割。例如，如图1所示，切割件可以沿AD朝向BE的方向进行切割，此时切割件的位移大致与矩形方棒2的横截面的短边的长度(即图1中AB 的长度)相等。由此，可以增加切割件例如钢线与矩形方棒2的接触面积，使得切割件在切割过程中的摆动量较小，从而可以提高硅片3的合格率，同时可以缩短切割时间，提高了生成效率。在本发明的一些实施例中，参照图2，步骤S1具体包括：
S11、将硅棒段1放置于剖方机构4上，剖方机构4的两个第一剖方件41分别位于硅棒段1的径向方向的两侧，两个第一剖方件41相互平行，剖方机构4的两个第二剖方件42均与两个第一剖方件41垂直，剖方机构4的至少一个第三剖方件43设在两个第一剖方件41或两个第二剖方件42之间；
S12、剖方机构4沿硅棒段1的轴向移动以将硅棒段1切割为多个矩形方棒2。
例如，在图1和图2的示例中，第三剖方件43为一个，且第三剖方件43位于两个第二剖方件42的中部，第一剖方件41、第二剖方件42和第三剖方件43可以均为绕设在两个线轮之间的钢线。由此，可以将硅棒段1直接剖方为两个相同的矩形方棒2，提高了硅片的生产效率。这里，需要说明的是，第三剖方件43可以根据实际需求设在两个第一剖方件41或两个剖方件42之间的任意位置上，例如，第三剖方件43可以位于两个第一剖方件41或两个剖方件42的中点(两分点)处、三分点处或四分点处等，第三剖方件43的数量也可以根据实际需求进行设置。
在本发明的一些实施例中，参照图1和图2，每个第一剖方件41在硅棒段1上的投影长度(例如，图1中的AC和DF长度)可以等于每个第二剖方件42在硅棒段1上的投影长度(例如，图1中的AD和CF的长度)。由此，可以将硅棒段1剖方为规整的矩形方棒2，且可以在传统的剖方机构的基础上改进剖方机构4，提高了剖方机构4的利用率。
在本发明的另一些实施例中，第三剖方件43可以为多个，多个第三剖方件43彼此间隔开地排布在两个第一剖方件41或两个第二剖方件42之间；或至少一个第三剖方件 43位于两个第一剖方件41之间，其余的第三剖方件43位于两个第二剖方件42之间。例如，第三剖方件43可以为三个，三个第三剖方件43可以排布在两个第一剖方件41 或两个第二剖方件42之间；或者，三个第三剖方件43中的其中一个位于两个第一剖方件41之间，剩余两个第三剖方件43排布在两个第二剖方件42之间；再或者，三个第三剖方件43中的其中一个位于两个第二剖方件42之间，剩余两个第三剖方件43排布在两个第一剖方件41之间。由此，可以根据需求对硅棒段1进行多样化的切割，以切割出各种样式的矩形方棒2，从而可以得到各种样式的硅片3。
进一步地，多个第三剖方件43可以均匀间隔位于两个第一剖方件41或两个第二剖方件42之间。由此，可以通过一次剖方得到多个相同的矩形方棒2，从而可以得到多个相同的硅片3，进一步提高了硅片的生产效率。
根据本发明的一些实施例，在步骤S1前，硅片3的加工方法还包括：
S0、将硅棒切割为多个硅棒段1。通过该步骤可以将长度较长的硅棒分割为多个长度较短的硅棒段1，方便硅棒段1的搬运和剖方。
根据本发明第二方面实施例的电池片，包括根据本发明上述第一方面实施例的硅片3的加工方法制造而成的硅片3。
根据本发明实施例的电池片，通过采用上述加工方法制造而成的硅片3，可以提高电池片的合格率，保证电池片的光电转换效率，降低了加工成本。
根据本发明第三方面实施例的光伏组件(图未示出)，包括根据本发明上述第二方面实施例的电池片。
根据本发明实施例的光伏组件，通过采用上述电池片，可以提高光伏组件的输出功率。
根据本发明实施例的光伏组件的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种硅片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硅棒段进行剖方以得到多个矩形方棒；
S2、对每个所述矩形方棒进行抛光；
S3、沿所述矩形方棒的长度方向切割抛光后的所述矩形方棒以得到多个用于制备电池片的硅片。
2.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，每个所述矩形方棒的横截面形状为矩形，所述矩形方棒的横截面上的短边为所述矩形方棒的横截面上的长边的N分之一，其中，所述N满足：2≤N≤6，N为正整数。
3.根据权利要求2所述的硅片的加工方法，其特征在于，在步骤S3中，沿两个所述长边中的其中一个朝向两个所述长边中的另一个的方向切割抛光后的所述矩形方棒，以得到多个所述硅片。
4.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
S11、将所述硅棒段放置于剖方机构上，所述剖方机构的两个第一剖方件分别位于所述硅棒段的径向方向的两侧，两个所述第一剖方件相互平行，所述剖方机构的两个第二剖方件均与两个所述第一剖方件垂直，所述剖方机构的至少一个第三剖方件设在两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间；
S12、所述剖方机构沿所述硅棒段的轴向移动以将所述硅棒段切割为多个所述矩形方棒。
5.根据权利要求4所述的硅片的加工方法，其特征在于，每个所述第一剖方件在所述硅棒段上的投影长度等于每个所述第二剖方件在所述硅棒段上的投影长度。
6.根据权利要求4所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述第三剖方件为多个个，
多个所述第三剖方件彼此间隔开地排布在两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间；或
至少一个所述第三剖方件位于两个所述第一剖方件之间，其余的所述第三剖方件位于两个所述第二剖方件之间。
7.根据权利要求6所述的硅片的加工方法，其特征在于，多个所述第三剖方件均匀间隔位于两个所述第一剖方件或两个所述第二剖方件之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的硅片的加工方法，其特征在于，在步骤S1前，还包括：
S0、将硅棒切割为多个所述硅棒段。
9.一种电池片，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的硅片的加工方法制造而成的硅片。
10.一种光伏组件，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电池片。
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