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超薄大直径太阳能级硅片线切割工艺及其悬浮液特性研究

专 业: 材料物理与化学
关键词: 超薄 大直径 太阳 能级 硅片 线切割工艺
分类号: TG4
形 态: 共 57 页 约 37,335 个字 约 1.786 M内容
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内容摘要


太阳能的应用是解决能源与环境问题的有效途径。

在太阳电池的成本中硅片几乎占了50%的成本。

因此,在保证光电转换效率的前提下如何降低硅片成本和工艺加工成本成了降低太阳电池总成本的关键环节。

论文详细阐述了多线切割机的产量大、高效率、表面损伤层浅、切损小、表面质量好等诸多优势。

多线切割机已经取代内圆切割机用于硅片加工,大大节约原材料,降低了生产成本。

利用扫描电镜(SEM)观察线切割硅片的表面和断面形貌,实验结果表明线切割硅片表面损伤层厚度<10μm,优于内圆切割工艺。

使用激光粒度分析仪测量了SiC粒径(13μm左右),分析了砂浆科学配比、粒径及形状对硅片表面质量的影响。

对切割过程中钢线受力情况进行了分析,钢线张力受硅片厚度影响,钢线直径的变化同时又影响硅片表面质量。

论文研究多线切割机优化工艺及其悬浮液物理化学性能的变化规律。

悬浮液粘度与温度关系密切,利用NDJ-1型旋转粘度计测得悬浮液粘温曲线,实验结果表明悬浮液粘度随温度升高而降低,随温度降低而升高,但并不成线性关系。

经过理论与生产实践分析切割前沿温度约为200℃。

测量悬浮液pH值与温度变化关系,升温曲线与降温曲线不具有可逆性。

此项研究工作在国内尚属首次,对于光伏行业的意义重大。

论文对硅片TTV、TV 进行了统计,实验表明TTV<30μm,TV 误差为±20μm,完全符合太阳能级硅片加工要求。

半导体晶片关键质量指标:

总厚度误差(TTV)、翘曲度(Warp)、弯曲度(Bow)、以及中心厚度误差(TV),都可以在高成品率下达到生产的稳定性和重复性。

对多线切割机的工作机理和机械结构进行了分析,并提出了工艺改进方案。

能源问题是21 世纪人类社会可持续发展所面临的重大挑战之一。

目前,全球总能耗的74%来自煤、石油、天然气等化石能源。

据估计,石油和天然气将在未来40-60 年间枯竭,中国的时间表还要早得多。

寻求新的能源成为越来越紧迫的问题。

另一方面,使用化石能源所产生的温室气体和其它有害物质排放也日益威胁人类的正常发展。

1997 年150 多个国家签署的《京都议定书》要求世界各国改变能源利用方式,从煤和石油逐渐转化为可再生能源,减少温室气体排放,彻底改变人类社会发展与能源短缺、环境污染之间的矛盾1-2.近百年来,全球能源消耗基本趋于稳定增长态势,呈3%指数增加。

尽管许多工业化国家能源消耗基本趋于稳定,但大多数发展中国家工业化进程加快如中国,能耗不断增加。

其次,世界人口呈指数增加,因此预计全球未来能源消耗态势仍将以3%的速度增长。

能耗指数增长所带来的后果十分严重,它愈来愈快地消耗掉地球上的能源储量。

计算结果表明,就现已探明的储量,耗尽时间从现在开始为90 年。

因此全球都在积极开发利用可再生能源。

在今后的20-30 年里,全球的能源供应将发生根本性的变化。

专家预测,未来50 年里,可再生能源在整个能源构成中会占到50%。

我国能源工业也面临着经济增长、环境保护和社会发展的双重压力。

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭占商品能源消费的76%,已成为我国大气污染的主要来源。

已经探明的常规能源剩余储量煤炭、石油、天然气等及可开采年限十分有限,存在着十分危险的潜在危机,比世界总的能源形势更加严峻。

因此开发利用可再生能源、实现能源工业可持续发展的任务更加迫切,更具深远的意义。

因此,人类在解决上述能源问题,实现可持续发展,只能依靠科技进步,大规模地开发利用可再生洁净能源。

太阳能以其独具的优势,其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径,是人类理想的替代能源..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
第二章 传统半导体晶片加工方式
第三章 线切割工艺与硅片表面质量的研究
第四章 切割工艺中悬浮液特性研究
第五章 线切割技术优势分析
第六章 结论

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中图分类: > TG4 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接

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