太阳能铸造晶体硅片、铸造晶体硅电池片及发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及太阳能铸造晶体硅片、铸造晶体硅电池片及发电装置。其中硅片或电池片的长方形轮廓的长边与短边边长之比在1.1～4之间，本实用新型专利技术提出了几何形状改进的铸造和非铸造晶体硅片、铸造晶体硅太阳能电池片和及其制成的太阳能发电装置，较现有的硅片、电池片和太阳能发电装置，具有更低的制造成本和更高的产出能力。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一般涉及以晶体硅或铸造晶体硅或硅合金为主体的太阳能电池片和晶体硅片及太阳能发电装置。铸造晶体硅片或一些非铸造的晶体硅片通常用来制作晶体硅太阳能电池片，而晶体硅太阳能电池片用来制作太阳能发电装置，例如太阳能电池，或称光伏电池。本专利技术提出了改进的铸造和非铸造晶体硅片、铸造晶体硅太阳能电池片和晶体硅太阳能发电装置。
技术介绍
晶体硅(或硅合金)材料依据其制造方法的不同可分为铸造晶体、直拉单晶(棒)和区熔晶体。铸造硅晶体从方法上区分，可分为坩埚铸造硅晶体和无坩埚铸造(例如电磁悬浮铸造)硅晶体；从晶体结构上区分，可分为铸造多晶硅和铸造单晶硅。直拉单晶(棒)和区熔晶体，由于晶体生长方式和热场控制的要求，其主体部分通常呈近似圆柱体形。光伏发电装置由于发电功率是面积依赖性的，通常需要多个电池片在单位面积内拼排成最大有效面积，因而，适应于硅锭切割和电池片密排，现有的光伏用电池片和硅片通常采用等边的四边形的轮廓形状，具有四个角部位。将铸造硅晶体制成硅片，现有方法是将整块的晶体锭或棒剖分成多个较小的正四棱柱形的娃块，俗称娃方锭，再经棱部倒角处理，然后以娃方锭的任意一个沿棱柱或长轴方向的娃方锭表面粘结固定在工装上，加载于切片机，沿垂直于长轴的方向切片获得娃片，例如中国专利申请公开CN201010238223. 3所述。将直拉单晶或区熔单晶棒制成硅片，现有方法是将近似圆柱体形的晶棒滚磨成圆棒，然后再沿与长轴平行方向切除圆棒外侧部分晶体，将晶棒切割成四角带圆弧曲面的等边棱柱体，称娃方棒，然后以娃方棒的任意一个沿棱柱或长轴方向的平面表面粘结固定在工装上，加载于切片机，沿垂直于长轴的方向切片获得硅片。制成带圆弧曲面的方棒而不是制成正四棱柱形的方锭，是为了兼顾较大的硅片拼排面积和晶体的利用率，因为直拉单晶或区熔单晶的加工成本较高。上述现有方法制造的晶体硅片，外观呈方形斜角或方形圆角，具有四个基本上等长的边缘轮廓线(侧边线)和靠近轮廓线端部的四个角部。按现有的技术将娃方锭或娃方棒切割成娃片，加工成本较高，一方面是由于工序较多，加工周期长，硅原料和半成品库存高，另一方面是由于加工设备昂贵，稼动率低，设备产出能力低。随着硅片切割新技术的应用，诸如金刚石线锯技术、高速切割工艺，切割速度快速提高，156硅片的单锭切割时间由原来的9小时左右缩短到4 6小时，导致稼动率进一步降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一是提供新型的改进的太阳能晶体硅片，和改进的晶体硅太阳能电池片，以及包含了该改进的铸造晶体硅太阳能电池片的新型太阳能发电装置，以实现较低的硅片、电池片、和太阳能发电装置的加工或制造成本。同时，本专利技术还提出了制造上述改进的晶体硅片的方法。本专利技术的新型晶体硅片，包括单晶硅片和多晶硅片；本专利技术的新型晶体硅太阳能电池片，包括单晶硅太阳能电池片和多晶硅太阳能电池片。专利技术人经过仔细分析发现，加工周期长的原因包括硅锭粘胶固定于工装需要较长的时间，将带工装的硅锭装载到切片机并完成布线等切割准备和切割后卸载、清理，也消耗大量时间，后者更降低了昂贵的切片机的稼动率和产能，提高了设备折旧成本。专利技术人通过深入研究和仔细计算发现，将现有的按产出硅片片数的数量计算的单刀硅方锭粘胶或装载、卸载时间，改为按产出硅片的面积计算，意外地得出结论通过降低粘胶面面积与获得的硅片的总表面积的比值，可以降低生产单位硅片面积的粘胶时间和装载、卸载时间，提高昂贵的切片设备的稼动率。专利技术人发现，将现有的等边长的圆角、弧角或斜角方形硅片，改为具有不等边长的圆角、弧角或斜角长方形硅片，就可以降低粘胶面面积与获得的硅片的总表面积的比值，从而降低成本，提高工效。专利技术人还发现，在硅片制造、电池片制造和电池片封装成太阳能发电装置的生产线制造过程中，存在着大量对硅片和电池片进行的空间不对称操作，而通过将硅片、电池片制成不对称的长方形，可提高这些不对称操作以硅片或电池片面积计算的工作效率，从而增加生产线产出能力，降低成本。根据上述分析和计算，并考虑到操作的可靠性和便利性，本专利技术设计出新型太阳能晶体硅片，其为圆角或斜角或弧曲面角的长方形硅片，具有主体为长方形的轮廓，其特征是，构成硅片所述的长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. I 4之间。进而获得的本专利技术的晶体硅太阳能电池片，为圆角或斜角或弧曲面角的长方形晶体硅电池片，具有主体为长方形的轮廓，其特征是，构成电池片所述的长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. I 4之间。根据同样的构思和方案获得的本专利技术的太阳能发电装置，包含至少一个具有长方形轮廓的晶体硅太阳能电池片、封装该太阳能电池片的底板和透光的面板、收集电池片产生的电流的输出端子，其特征是，构成所述的电池片长方形轮廓的长边与短边边长之比在I.I 4之间。本专利技术所述的上述晶体硅片、晶体硅电池片和太阳能发电装置的晶体硅太阳能电池片的所述长方形轮廓的长边与短边边长之比，优选I. 3 2. 5，进一步优选I. 45 2. 05。本专利技术还提供了一种制造上述具有长方形主体轮廓的晶体硅片的方法，包括，切割硅锭或硅棒，以获得截面为长方形或截面的主体为长方形的四棱柱形晶体硅方锭或带弧曲面的四棱柱形晶体硅方锭，任选对四棱柱形的硅方锭沿长轴的棱作倒角、倒圆或去直角棱边处理，然后以四棱柱形的晶体硅方锭沿与长轴平行方向较窄的一个侧面的至少部分表面作为接触面将硅方锭固定在工装上，装载于切片机，沿垂直于长轴的方向将硅方锭切割成娃片。本专利技术还提供了上述制造具有长方形主体轮廓的晶体硅片的方法的改进方案，包括，将所述的硅方锭的作为固定于工装的接触面的较窄侧面斜对侧的侧面的至少部分表面也作为接触面贴紧或固定在工装上。本专利技术提出的上述长方形的单晶或多晶的晶体硅片或电池片或太阳能发电装置的方案，相比同样面积的方形硅片，允许更短的切割线行进方向的切割距离，可降低硅片的TTV不良出现率，并降低硅片的厚度公差，允许更薄的硅片切割工艺，提高晶锭的硅片产出率，由此，本专利技术能显著地降低硅片的制造成本，并因而降低电池片和太阳能发电装置的制造成本。 以下结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。附图说明附图示意本专利技术的新型晶体硅片1，其轮廓为长方形，边长为a、b，角部外缘线标不为C。本专利技术的附图为示意图，图中各部位所显示的相对大小，依清楚地展示和方便绘图的需要做了调整，并不代表实际的比例或尺寸。附图中并未显示硅片的厚度。本专利技术所述的硅片、电池片的厚度，可以依据使用需要而任意选取合适的厚度，通常，为节省材料，本专利技术的硅片、电池片的厚度值在100 300i!m。根据本专利技术，选取较薄的厚度，更容易体现 本专利技术的产品提高成品率和降低成本的优势。具体实施方式附图示意本专利技术的一种晶体硅片的实施方式。所述的硅片的具有长方形的主体轮廓，边长分别为a，b。c示意硅片的非直角的角部外缘线。图中可见，所述的非直角的角部，可视为从长方形的直角部位去掉了一小部分直角而形成，其中，c远小于a或b。根据本专利技术，a/b值在I. I 4之间，优选I. 3 2. 5，进一步优选I. 5 2。适用于制造太阳能电池片，本专利技术中，b的大小一般在50 250mm，优选100 200mm，进一步优选120 160mm，例如 125mm、156mm 等等。在根据本专利技术的晶体硅片的上述实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能铸造晶体硅片，具有主体为长方形的轮廓，本发明的特征是，构成硅片所述的长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. I 4之间。2.根据权利要求I所述的铸造晶体硅片，其特征是，所述的长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. 2 2. 5之间。3.根据权利要求2的铸造晶体硅片，其特征是，所述的长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. 45 2. 05之间。4.根据权利要求I 3中任一项所述的铸造晶体硅片，其特征是，硅片的长边所在的相对两侧近边缘处厚度之差小于15um。5.一种太阳能鋳造晶体硅电池片，具有主体为长方形的轮廓，本发明的特征是，构成所述的电池片长方形轮廓的长边与短边边长之比在I. I 4之间。6.根据权利要求5所述的太阳能铸造晶体硅电池片，其特征是，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钧永，
申请(专利权)人：赵钧永，
类型：实用新型
国别省市：