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1、太阳能电池硅片生产技术简介太阳能电池硅片生产技术简介HCT多线切割技术多线切割技术报告人：曾绍春单位： 赛维LDK技术研究院日期： 2010.5.20太阳能硅片切割技术简介Allan）个人简介姓名：曾绍春单位：江西赛维LDK技术研究院职务：工艺研发部长，技术管理办公室主任工作经历：1.2008年至今，赛维LDK公司技术研究院，在工艺研发部从事硅片工艺研发工作，2. 09年9月起在技术管理办公室从事项目管理工作。2. 2005年2007年，美国Newell Rubbermaid，开发部项目经理， 从事太阳能应用产品的研究开发。 3. 2003年2005年，澳大利亚H&H Asia Ltd 深圳公
2、司，电器部门项目主管。4. 1999年2002年，日本精工爱普生（深圳）有限公司，TP技术部工程师， 从事新产品（Epson打印机）开发工作。5. 1995年 1999年 北京信息科技大学，机电一体化本科。目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺技术研发点八、光伏应用的前景八、光伏应用的前景一一.太阳能及其应用太阳能及其应用1.太
3、阳是生命的源泉太阳是生命的源泉广义太阳能：生命的产生离不开太阳，衣食住行离不开太阳，广义太阳能：生命的产生离不开太阳，衣食住行离不开太阳，人类的能源来源，从根本上说也来源于太阳。人类的能源来源，从根本上说也来源于太阳。狭义太阳能：光伏、光热、光化学狭义太阳能：光伏、光热、光化学2 .太阳为地球提供源源不断的能量太阳为地球提供源源不断的能量数据：1.22亿分之一2.173,000TW（ 1.7 1014 KW）3.500万吨煤。4. 平均太阳辐射强度为1369w/ 优点：一次能源，可再生能源，资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染 缺点：太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变
4、 一一.太阳能及其应用太阳能及其应用3.太阳光谱分布太阳光谱分布光谱光谱一一.太阳能及其应用太阳能及其应用4.太阳能的应用太阳能的应用太阳能热能利用太阳能热能利用光热光热太阳能发电太阳能发电照明照明太阳能发电站太阳能发电站光电光电太阳能发电太阳能发电汽车汽车一一.太阳能及其应用太阳能及其应用目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍三、切割技术简介三、切割技术简介五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺
5、技术研发点八、光伏应用的前景八、光伏应用的前景二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池1、认识硅、认识硅硅是一种化学元素，它的化学符号是硅是一种化学元素，它的化学符号是Si。原子序数。原子序数14，相对原子质量相对原子质量28.09，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色 。硅也是极为常见的一种。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土的硅酸盐或二氧化硅的形式，广
6、泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的丰富的元素，构成地壳总质量的25.7%，仅次于第一位的，仅次于第一位的氧（氧（49.4%）。）。 2、认识硅元素性质、认识硅元素性质二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池3、认识硅晶体、认识硅晶体晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克克立方厘米，熔点立方厘米，熔点1410，沸点，沸点2355，晶体硅属于原子，晶体硅属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较晶体
7、，硬而有金属光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于制造合金如硅铁、硅钢等，和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于制造合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。整流器、太阳能电池等。 二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池4、认识晶体硅片、认识晶体硅片多晶硅片单晶硅片二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池5.5.认识晶体硅太阳晶体硅太阳电池池二、认识晶
8、体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池薄膜电池组件晶体硅电池组件如何区分单晶，多晶硅片？铸锭切片开方电池片组件太阳电池发电站6. 认识晶体硅太阳电池制作流程二.认识晶体硅太阳电池目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺技术研发点八、光伏应用的前景八、光伏应用的前景1.电火花切割技术 2.激光切割技术3.高压水射流切割技术4.内圆切
9、割技术5.单线切割技术6.多线切割技术多线切割技术 （主流硅片切割技术）（主流硅片切割技术）7.金刚石线切割技术 (潜在研发技术)8.无损切割技术 (潜在研发技术)三.切割技术简介1.电火花切割技术 Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道， 8000到12000度的高温，熔化，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。三.切割技术简介2. 激光切割（Laser Cutting） 该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢
10、熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为5002500瓦。 低功率，高密度，局部加热。热变形小、加工精度高。三.切割技术简介3.高压水射流切割技术一、工作原理 超高压水射流切割机是将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料. 二、特点：无切割方向的限制，侧向力极小，不会产生热变形，切割速度快，效率高，加工成本低。三、优点：在切割过程中还可以减少飞尘，改善工作环境三.切割技术简介4.内圆切割技术
11、5.单线切割技术6.多线切割技术（主流硅片切割技术）多线切割技术（主流硅片切割技术）7.金刚石线切割技术(潜在研发技术)8. 无损切割技术 (潜在研发技术)三.切割技术简介三.切割技术简介8. 无损切割技术 (潜在研发技术)目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺技术研发点八、光伏应用的前景八、光伏应用的前景1. 多线切割工作原理
12、多线切割工作原理四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术切割原理示意图切割原理示意图切割要素：高速运动的钢线切削液(含SiC)持续下压的工件(硅块)2. 多线切割设备多线切割设备四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术HCTMBNTC3. HCT-B5多线切割机多线切割机主要架构主要架构：1.主框架2.绕线室3.切割室4.浆料供应系统5.冷却系统6.触摸屏 7.电气控制系统（含操作系统）6251437四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术HCTMBNTC安永 四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术4. 多种设备之间的比较多种设备之间的比较将将
13、PEG和和SiC粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切工艺中起研磨和冷却的作用。工艺中起研磨和冷却的作用。设备：砂浆搅拌缸设备：砂浆搅拌缸设备：气动隔膜泵设备：气动隔膜泵四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术5. 多线切割技术之物料多线切割技术之物料PEGSiC主料：主料：PEG主料：主料：SiCu主要物料主要物料粘度粘度关键参数：混合比例关键参数：混合比例关键参数：搅拌时间关键参数：搅拌时间密度密度含水量含水量电导率电导率u控制参数控制参数四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术6. 多线切割技术之物料多线切割技术之物料Wi
14、re镀铜钢线（镀铜钢线（D：100140um）破断力破断力 48N长度：长度：380Km/Roll, 720Km/Roll切割室清理切割室清理换线换线检查走线系统检查走线系统布线布线换砂浆换砂浆调参数调参数上硅块上硅块热机热机检查各项参数检查各项参数检查线网检查线网调零点调零点切起切起故障处理故障处理切割完成切割完成出片出片准备下一刀准备下一刀四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术7. 多线切割技术之操作流程多线切割技术之操作流程切片图片切片图片四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术7. 多线切割技术之操作流程多线切割技术之操作流程关键参数确认关键参数确认工艺曲线工
15、艺曲线线速线速台速台速水压水压气压气压砂浆流量砂浆流量张力张力切割深度切割深度线弓时间线弓时间砂浆温度砂浆温度四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术8. 多线切割技术之工艺参数多线切割技术之工艺参数超薄超薄超厚超厚崩边崩边缺角缺角TTV翘曲翘曲线痕线痕裂片裂片台阶台阶四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术9. 多线切割技术之不良项目多线切割技术之不良项目目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术
16、简介1.金刚石线切割技术(潜在研发技术)2. 无损切割技术 (潜在研发技术)五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍硅片生产流程示意图硅片生产流程示意图以多晶硅片为例以多晶硅片为例开方开方去头尾去头尾 磨平面磨平面倒角倒角粘结粘结切片切片脱胶脱胶清洗清洗分检分检包装入库包装入库砂浆砂浆各工
17、位质量控制砂浆砂浆1. 开方开方设备：设备：HCT开方机开方机主料：硅锭主料：硅锭辅料：钢线辅料：钢线辅料：填缝剂辅料：填缝剂辅料：砂浆辅料：砂浆关键参数：线速关键参数：线速关键参数：台速关键参数：台速关键参数：砂浆流量关键参数：砂浆流量关键参数：砂浆温度关键参数：砂浆温度六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍辅料：晶托辅料：晶托辅料：玻璃辅料：玻璃辅料：胶水辅料：胶水辅料：辅料：PVC条条六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍2. 粘胶粘胶硅块与玻璃清洗硅块与玻璃清洗准备晶托准备晶托准备玻璃准备玻璃拌胶拌胶粘玻璃粘玻璃准备硅块准备硅块粘硅块粘硅块粘粘PVC条条u操作流程操作流程是
18、否粘正是否粘正关键参数：混合比例关键参数：混合比例关键参数：拌胶时间关键参数：拌胶时间无溢胶残留无溢胶残留关键参数：操作时间关键参数：操作时间关键参数：固化时间关键参数：固化时间是否粘牢是否粘牢粘结方向粘结方向u控制参数控制参数将将PEG和和SiC粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切粉末按照一定的比例混合搅拌成砂浆，在线切工艺中起研磨和冷却的作用。工艺中起研磨和冷却的作用。设备：砂浆搅拌缸设备：砂浆搅拌缸设备：气动隔膜泵设备：气动隔膜泵六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍3. 浆料浆料主料：主料：PEG主料：主料：SiCu主要物料主要物料六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍
19、粘度粘度关键参数：混合比例关键参数：混合比例关键参数：搅拌时间关键参数：搅拌时间密度密度含水量含水量电导率电导率u控制参数控制参数将粘在晶托上的硅块切成所需规格的硅片。将粘在晶托上的硅块切成所需规格的硅片。六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍4. 切片切片设备：脱胶篮设备：脱胶篮设备：脱胶蓝设备：脱胶蓝设备：冲洗槽设备：冲洗槽设备：脱胶槽设备：脱胶槽设备：插片槽设备：插片槽设备：插片篮设备：插片篮设备：自动预清洗机设备：自动预清洗机设备：脱胶槽设备：脱胶槽设备：自动插片机设备：自动插片机设备：插片篮设备：插片篮将切割好的硅片从玻璃上脱下来将切割好的硅片从玻璃上脱下来手手动动脱脱胶胶自自
20、动动脱脱胶胶5. 脱胶脱胶六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍u实例实例六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍6. 硅片清洗硅片清洗将插片好的硅片在机器里清洗干净。将插片好的硅片在机器里清洗干净。六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍设备：硅片自动清洗机设备：硅片自动清洗机六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍主料：装蓝后的硅片主料：装蓝后的硅片辅料：清洗剂辅料：清洗剂六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍关键参数：清洗剂配比关键参数：清洗剂配比关键参数：清洗时间关键参数：清洗时间关键参数：清洗温度关键参数：清洗温度关键参数：溢流大小关键参数：溢流大小关键参数：
21、超声波强度关键参数：超声波强度关键参数：鼓泡强度关键参数：鼓泡强度关键参数：干燥温度及时间关键参数：干燥温度及时间u控制参数控制参数六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍白斑白斑黑斑黑斑颜色不均颜色不均金属污染金属污染微蓝微蓝手指印手指印u主要清洗不良项目主要清洗不良项目六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍7.分检分检将清洗好的硅片按照客户和公司的标准进行分检。将清洗好的硅片按照客户和公司的标准进行分检。六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍检测仪器检测仪器六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍8. 包装包装将通过将通过FQC抽检的硅片按照客户的要求进行包装，入库。抽
22、检的硅片按照客户的要求进行包装，入库。设备：包装机设备：包装机关键参数：包装的温度，速度关键参数：包装的温度，速度关键参数：包装区的湿度关键参数：包装区的湿度关键参数：仓库的温湿度关键参数：仓库的温湿度数量数量标签标签六六.LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺技术研发点七七.硅片生产工艺技
23、术研发点硅片生产工艺技术研发点工艺研发技术点工艺研发技术点开方开方去头尾去头尾 磨平面磨平面 倒角倒角粘结粘结切片切片脱胶脱胶清洗清洗分检分检包装入库包装入库砂浆砂浆薄片？薄片？1、砂浆技术研发点、砂浆技术研发点？如何在保证质量的情况下减少砂浆使用成本如何在保证质量的情况下减少砂浆使用成本 研究砂浆回收技术，采用混砂混液配比工艺研究砂浆回收技术，采用混砂混液配比工艺？如何使回收的如何使回收的PEG使用如新使用如新 除杂质，加添加剂（如离子交换树脂）除杂质，加添加剂（如离子交换树脂）？如何使砂浆更利用后工序的硅片清洗如何使砂浆更利用后工序的硅片清洗 研究水基悬浮液研究水基悬浮液七七.硅片生产工艺
24、技术研发点硅片生产工艺技术研发点2、砂浆研发技术点、砂浆研发技术点？如何减少砂浆搅拌时间，扩大砂浆生产能力如何减少砂浆搅拌时间，扩大砂浆生产能力 改造砂浆搅拌缸改造砂浆搅拌缸？如何让砂浆配置成为清洁生产如何让砂浆配置成为清洁生产 研发自动上料配置系统研发自动上料配置系统七七.硅片生产工艺技术研发点硅片生产工艺技术研发点3、薄片研发技术点、薄片研发技术点500m 300m 240m 2000m 180m 170m 160m 70m 薄到一定程度，硅片柔性增加，提高成品率薄到一定程度，硅片柔性增加，提高成品率 单位功率使用的硅料更少单位功率使用的硅料更少 每公斤硅料能生产更多的硅片每公斤硅料能生产
25、更多的硅片？为什么要研究薄硅片为什么要研究薄硅片七七.硅片生产工艺技术研发点硅片生产工艺技术研发点4、薄片研发技术点、薄片研发技术点 单位功率使用的硅原料更少单位功率使用的硅原料更少 多晶多晶156x156，240片厚：片厚：13.61克克 多晶多晶156x156，160片厚：片厚：9.07克克 节省节省33.36% 但是但是160片厚的成品率更低片厚的成品率更低？如何提高薄片的成品率如何提高薄片的成品率七七.硅片生产工艺技术研发点硅片生产工艺技术研发点5、薄片研发技术点、薄片研发技术点 片厚片厚=槽距槽距-线径线径-（3-4）D 每公斤硅料能生产更多的硅片每公斤硅料能生产更多的硅片l 200
26、=355-120-3.5*10； 500mm切切200片厚：片厚：500000/355=1408片片l 160=305-110-3.5*10； 500mm切切160片厚：片厚：500000/305=1639片片 同样长度的硅块，同样长度的硅块，160片厚比片厚比200片厚多出片厚多出231片；片； 多多14.1%七七.硅片生产工艺技术研发点硅片生产工艺技术研发点6、薄片研发技术点、薄片研发技术点？薄片技术的难点薄片技术的难点 这是一项系统工程这是一项系统工程 更细的钢线更细的钢线 要求更好的铸锭质量，拉晶质量要求更好的铸锭质量，拉晶质量 槽距更小的导轮槽距更小的导轮 更细的砂更细的砂 更平稳的
27、线网更平稳的线网 更好的胶水更好的胶水 减少后工序的碎片与破片减少后工序的碎片与破片 客户生产工艺的升级客户生产工艺的升级七七.硅片生产工艺技术研发点硅片生产工艺技术研发点目录一、太阳能及其应用简介一、太阳能及其应用简介四、太阳能硅片多线切割技术四、太阳能硅片多线切割技术六、六、LDK硅片生产技术介绍硅片生产技术介绍二、认识晶体硅太阳能电池二、认识晶体硅太阳能电池三、切割技术简介三、切割技术简介五、潜在硅片切割技术五、潜在硅片切割技术七、硅片生产工艺技术研发点七、硅片生产工艺技术研发点八、光伏应用的前景八、光伏应用的前景八八.光伏应用的前景光伏应用的前景1、我国各种能源储采比与世界比较、我国各
28、种能源储采比与世界比较 2、 2004年欧洲年欧洲JRC预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势年份年份201020202030204020502100比例比例1:92:83:74:65:58:2八八.光伏应用的前景光伏应用的前景3、 2008年年PV市场需求市场需求八八.光伏应用的前景光伏应用的前景4、 发电成本发展趋势发电成本发展趋势八八.光伏应用的前景光伏应用的前景5、 国家新能源政策国家新能源政策光伏发电标杆上网电价：每千瓦时光伏发电标杆上网电价：每千瓦时1.15元人民币元人民币 2020年实现装机容量：年实现装机容量： 从从18亿瓦调整到亿瓦调整到200亿瓦以上亿瓦以上 2009年年12月月26日，全国人大通过了关于修改可再生日，全国人大通过了关于修改可再生 能源法的决定。修改后的可再生能源法规定，国家能源法的决定。修改后的可再生能源法规定，国家 实行可再生能源发电全额保障性收购制度，并将设立实行可再生能源发电全额保障性收购制度，并将设立 可再生能源发展基金。可再生能源发展基金。中国在未来几年内必将成为世界最大的光伏市场。中国在未来几年内必将成为世界最大的光伏市场。 八八.光伏应用的前景光伏应用的前景谢谢！谢谢！让太阳为地球充电结束结束
