硅锭的抛光方法、系统及抛光板 【技术领域】
本发明涉及太阳能电池用硅片的制造技术领域，特别涉及一种硅锭的抛光方法、系统及抛光板。
背景技术
新能源和可再生能源是21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能源，亦可实现并网发电，而且是零污染排放。硅太阳能电池由于成本原因，最初只能用于空间，但是随着技术发展和工艺成熟，应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染，硅太阳能电池更是得到了更广泛的使用。
硅太阳能电池用硅片的制造工序主要包括：单晶或多晶锭→切方→抛光或者酸腐蚀→线切片→清洗等步骤。其中，抛光或者酸腐蚀的作用是减少方形硅锭表面的机械损伤层，从而可以减少切片时硅片边缘崩边，提高成品率。如果采用酸腐蚀的方式，则会产生大量含氟的废酸，不仅会对环境造成污染，而且还非常难以处理。因此目前主要采用抛光的方法去除方形硅锭表面的机械损伤层。
目前，主要采用的抛光工艺包括两种，一种是用金刚石刷进行抛光，但是这种工艺所需的设备和金刚石刷的价格非常昂贵。因此为了降低生产成本，提出了另一种抛光方法，如图1所示，为现有技术的抛光方法示意图，方形硅锭100可以沿水平方向运动，在方形硅锭100的上方有带动抛光板300旋转的传动杆200，并且传动杆200会产生一定的向下压力，通过旋转力和压力提高抛光能力，从而可以避免使用价格昂贵的金刚石刷。现有的抛光板300包括上部的支撑板310和下部的抛光布320，其中抛光布320可以由尼龙制造，因此现有技术可以大大地降低生产成本。
现有技术存在的缺点是，采用尼龙抛光布虽然可以大大地降低成本，但是抛光效果并不好，不能满足抛光的要求，因此还需要改进。
【发明内容】
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是提出一种硅锭的抛光方法、系统及抛光板，不仅能够降低生产成本，另外还能提高抛光效果。
为达到上述目的，本发明一方面提出一种硅锭的抛光方法，包括以下步骤：提供硅锭；移动传动杆以使抛光板与所述硅锭的上表面接触，并通过所述传动杆施加预设的压力，其中，所述抛光板具有至少一个用于抛光液导入的导入孔和与所述导入孔相连的至少一个导流槽；将抛光液导入到所述抛光板的导入孔中，所述抛光液通过所述导入孔和导流槽流入所述抛光板的抛光布与硅锭的抛光界面；和水平移动所述硅锭并旋转所述传动杆以对所述硅锭的上表面进行抛光。
本发明另一方面还提出了一种硅锭的抛光系统，包括：承载装置，用于承载硅锭，并可水平移动；用于对所述硅锭进行抛光的抛光板，其中，所述抛光板具有至少一个用于抛光液导入的导入孔和与所述导入孔相连的至少一个导流槽；旋转伸缩装置，用于移动与所述抛光板相连接的传动杆以使所述抛光板与所述硅锭的上表面接触，并通过所述传动杆对所述抛光板施加预设的压力，以及在抛光所述硅锭时旋转所述传动杆以使所述抛光板旋转；和供液装置，用于将抛光液导入到所述抛光板的导入孔中，所述抛光液通过所述导入孔和所述导流槽流入所述抛光板的抛光布与硅锭的抛光界面。
本发明采用湿法抛光技术对硅锭进行抛光，可以增加抛光去除量，改善硅锭的表面损伤层，因此本发明不仅能够降低生产成本，还能提高抛光效果，通过本发明提出的方法和系统进行抛光的效果比用金刚石刷进行抛光的效果更好。
本发明再一方面还提出了一种抛光板，包括支撑板，所述支撑板上具有至少一个第一导入孔，传动杆与所述支撑板的中心点相连；和抛光布，所述抛光布与所述支撑板相连接，用于对硅锭进行抛光，其中，所述抛光布具有：第二导入孔，所述第二导入孔与所述支撑板的第一导入孔对应；以及至少一个第一导流槽，所述至少一个第一导流槽与所述第二导入孔相连通。通过本发明实施例提出的抛光板可以将抛光液导入到抛光布与硅锭的抛光界面，改善抛光效果，并且本发明实施例的抛光布可以采用尼龙材料，因此可以大大地降低生产成本。
本发明附加的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】
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有技术的硅锭抛光方法示意图；
图2为本发明实施例的硅锭湿法抛光方法流程图；
图3为本发明实施例的硅锭湿法抛光系统结构图；
图4-7分别为本发明实施例抛光板的立体图、俯视图、仰视图和侧视图。
【具体实施方式】
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
本发明采用湿法抛光技术对硅锭进行抛光，可以增加抛光去除量，改善硅锭的表面损伤层，因此本发明不仅能够降低生产成本，还能提高抛光效果，通过本发明提出的方法和系统进行抛光的效果比用金刚石刷进行抛光的效果更好。
如图2所示，为本发明实施例的硅锭湿法抛光方法流程图，包括以下步骤：
步骤S201，提供硅锭，例如方形硅锭，当然其他形状的硅锭也可应用在本发明中。
步骤S202，移动传动杆以使抛光板与硅锭的上表面接触，并通过传动杆施加预设的压力。在本发明实施例中，抛光板具有至少一个用于抛光液导入的导入孔和与抛光液导入孔相连的至少一个导流槽，从而可以使抛光液通过导入孔和导流槽流入抛光布与硅锭的抛光界面，改善抛光效果。其中，本发明的抛光板可采用尼龙材料的抛光布，因此可以大大地降低生产成本。
步骤S203，将抛光液导入到抛光板的导入孔中。在本发明的一个实施例中，抛光液可包括二氧化硅(SiO
2)颗粒和碱性水溶液，其中，二氧化硅颗粒的大小可为约70-1100nm，通过本发明的抛光液可有效地提高抛光效果。
步骤S204，水平移动硅锭并旋转传动杆以对硅锭的上表面进行抛光。经实际检验，通过本发明提出的抛光方法进行抛光的效果与用金刚石刷进行抛光的效果更好，因此本发明不仅能够降低生产成本，还能有比较好的抛光效果。
步骤S205，对抛光液进行收集回收，进行处理(例如过滤等)后循环导入到抛光板的导入孔中，从而可以形成闭路循环，进一步降低生产成本，另外循环使用抛光液还可减少环境污染等问题。
为了使本领域技术人员对上述方法有更清楚的认识，本发明还提出了一种适用于上述方法的抛光系统，但是需要说明的是本领域技术人员还可根据本发明的上述方法提出其他抛光系统，或者对本发明的以下抛光系统进行修改和改进，在不脱离本发明上述方法主要思想的范围内，这些均应包含在本发明的保护范围之内。
如图3所示，为本发明实施例的硅锭湿法抛光系统结构图。该湿法抛光系统包括用于承载硅锭400的可水平移动的承载装置410、用于对硅锭400进行抛光的抛光板460、旋转伸缩装置440和供液装置420。其中，抛光板460具有至少一个用于抛光液导入的导入孔和与导入孔相连的至少一个导流槽，供液装置420将抛光液导入到所述抛光板的导入孔中，使得抛光液通过导入孔和导流槽流入抛光板460的抛光布与硅锭400的抛光界面。在对硅锭400进行抛光时，旋转伸缩装置440移动与抛光板460相连接的传动杆450以使抛光板460与硅锭400的上表面接触，并通过传动杆450对抛光板460施加预设的压力，并且旋转传动杆450以使抛光板460旋转。在本发明的一个实施例中，抛光板460包括支撑板和与固定在支撑板之上的抛光布，其中，抛光布可由尼龙材料构成，因此可以大大地降低生产成本。在本发明的另一个实施例中，抛光液可包括碱性水溶液和二氧化硅颗粒，例如70-1100nm的二氧化硅颗粒，通过本发明的抛光液可有效地提高抛光效果。
优选地，在本发明的一个实施例中，该湿法抛光系统还可包括回收循环装置430，用于对抛光液进行收集回收，并将处理后的抛光液提供到供液装置420中，从而可以形成闭路循环，不仅能够进一步降低生产成本，而且循环使用抛光液还可减少环境污染等问题。
本发明还提出了一种抛光板，该抛光板包括支撑板和与支撑板相连接的抛光布，在本发明中由于抛光布可由尼龙材料构成，因此可以大大地降低生产成本。其中，支撑板上具有至少一个第一导入孔，传动杆与支撑板的中心点相连，抛光布具有与支撑板的第一导入孔对应的第二导入孔和与第二导入孔相连通的至少一个第一导流槽。这样，抛光液进入第一导入孔后会通过第二导入孔流入到各个第一导流槽中，从而可以使得抛光液流入抛光布与硅锭的抛光界面，提高抛光效果。
具体地，本发明提出了一种抛光板的实例图，如图4-7所示，分别为本发明实施例抛光板的立体图、俯视图、仰视图和侧视图。需要说明的是，该实施例为本发明的优选实施例方式，本领域技术人员能够根据上述提到的抛光板的特点对以下实施例做出等同的修改或替换，例如导入孔的位置和数量，导流槽的位置、数量、形状和深度等，这些修改或替换均应包含在本发明的保护范围之内。为了便于图示说明，在该图4中抛光布120粘接在支撑板110之上，但是在实际抛光过程中抛光布120在支撑板110之下与硅锭的上表面接触。如图4-7所示，抛光板包括支撑板110和与支撑板110相连接(例如粘接)的抛光布120，支撑板110的中心与传动杆450相连接，当然本领域技术人员也可选择支撑板110的其他位置与传动杆450相连接，但优选为支撑板110的中心。其中支撑板110的中心可与传动杆450以任意可能的方式相连接，例如焊接、铆接等固定方式连接，但是优选地，如图4和图5，可在支撑板110的中心设有带螺纹的螺孔140，传动杆450的一端带有螺纹以与螺孔140螺纹连接，这样可以使抛光板很容易地从传动杆450上卸下，从而便于清理旧的抛光布并安装新的抛光布，当然本领域技术人员也可选择其他方式使得传动杆450与支撑板110的中心可拆卸地连接。在图4和图5的实施例中，支撑板110通过多个连接臂150与螺孔140相连接，在各个连接臂150之间形成有第一导入孔130，当然本领域技术人员也可选择其他方式使得支撑板110与螺孔140相连接。同样在抛光布120上与第一导入孔130对应的位置也形成有相应的第二导入孔，由于第一导入孔和第二导入孔处于相同的位置，因此第一导入孔和第二导入孔均采用同样的标号130。在抛光布120上还包括多个与第二导入孔130相连通的第一导流槽160，该第一导流槽160以第二导入孔130为中心向抛光布120的四周发散，优选地，各个第一导流槽160在抛光布120上等距离分布，虽然在图示中为6个第一导流槽160，但本领域技术人员也可以增加或减少第一导流槽160的数量，这样抛光液会通过第二导入孔130流入到各个第一导流槽160中，从而可以使得抛光液流入抛光布120与硅锭的抛光界面，提高抛光效果。为了进一步提高抛光效果，在抛光布120上还可包括至少一个沿着周向延伸的第二导流槽70，以连接第一导流槽160的至少一部分，从而可以使抛光液更均匀的分布在抛光界面上，提高抛光效果。
本发明采用湿法抛光技术对硅锭进行抛光，可以增加抛光去除量，改善硅锭的表面损伤层，因此本发明不仅能够降低生产成本，还能提高抛光效果，实验证明通过本发明提出的方法和系统进行抛光的效果比用金刚石刷进行抛光的效果更好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。