太陽能硅片電火花線切割制絨技術(shù)研究

【摘要】： 能源的緊缺使得太陽能開發(fā)利用受到日益廣泛的關(guān)注,太陽能級硅片的制造工藝是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。硅片電火花線切割制絨技術(shù)是基于火花放電的原理對太陽能級硅片進(jìn)行制絨,制絨性能和材料的導(dǎo)電性及熱物性有關(guān)。在硅片表面形成的由放電凹坑形成的絨面結(jié)構(gòu),可以達(dá)到光陷阱作用和減反射效果,放電凹坑的深徑比越大其陷光作用越明顯,深度越小硅片強(qiáng)度越高。通過電參數(shù)的控制對硅片絨面質(zhì)量進(jìn)行控制。所形成的放電凹坑與材料的各向性能無關(guān),因此該工藝方法將特別適合于多晶硅材料的絨面制造,減少了原來絨面制造過程中所產(chǎn)生的化學(xué)污染,開辟一種新型的太陽能電池硅片絨面制造方法,具有十分重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本論文通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對硅片的電火花線切割制絨工藝進(jìn)行詳細(xì)研究,深入分析了不同電阻率硅碇的放電制絨的可能性。通過改變脈沖電壓、脈寬、占空比、工作液、進(jìn)給速度、走絲速度對制絨效果規(guī)律進(jìn)行研究。 本文的主要工作: 1、提出了一種新的太陽能硅片制絨技術(shù)。有限元分析方法建立傳熱模型并進(jìn)行傳熱機(jī)理分析。 2、設(shè)計(jì)一套電火花線切割制絨專用夾具,設(shè)計(jì)合理的硅片定位、夾緊、進(jìn)電方式、制絨后硅片的取出方案,為制絨工藝方法的完善奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 3、驗(yàn)證各種不同電阻率硅碇的放電制絨的可行性,設(shè)計(jì)了一套脈沖控制發(fā)生電路以用于硅錠的放電研究。利用改進(jìn)的電火花線切割機(jī)床對太陽能級硅片制絨規(guī)律進(jìn)行研究,所制得絨面具有良好減反射率效果。 【關(guān)鍵詞】：硅片 電火花線切割 制絨 熱分析 夾具
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TG484
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 晶體硅太陽能電池介紹12-14
• 1.1.1 能源利用的發(fā)展趨勢12
• 1.1.2 太陽能的優(yōu)勢12-13
• 1.1.3 光伏效應(yīng)介紹13
• 1.1.4 晶體硅太陽電池的發(fā)展概況13-14
• 1.2 太陽能硅片制絨技術(shù)介紹14-18
• 1.2.1 單晶硅太陽能電池表面絨面制備技術(shù)14-15
• 1.2.2 多晶硅太陽能電池表面絨面制備技術(shù)15-18
• 1.3 課題背景意義18-19
• 1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 太陽能硅片電火花線切割制絨溫度場有限元分析20-39
• 2.1 電火花線切割加工的原理20-21
• 2.2 太陽能硅片放電蝕坑的有限元分析21-38
• 2.2.1 電火花線切割有限元分析介紹21
• 2.2.2 硅片放電制絨有限元模型的建立21-25
• 2.2.2.1 極間放電時(shí)的能量分配及通道半徑的確定22-24
• 2.2.2.2 對流換熱系數(shù)的確定24
• 2.2.2.3 工件模型的確立24-25
• 2.2.3 硅片放電制絨有限元分析結(jié)果25-33
• 2.2.4 電極絲溫度場有限元分析33-38
• 2.3 本章小結(jié)38-39
• 第三章 硅片電火花線切割制絨夾具設(shè)計(jì)39-50
• 3.1 硅片制絨夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及解決方案39-41
• 3.1.1 硅的性質(zhì)39
• 3.1.2 硅片放電制絨夾具特性分析39-40
• 3.1.3 夾具設(shè)計(jì)方案的選定40-41
• 3.2 吸盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-46
• 3.2.1 吸盤吸道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-43
• 3.2.2 吸盤進(jìn)電方式設(shè)計(jì)43-44
• 3.2.3 夾具定位夾緊方式的設(shè)計(jì)44-46
• 3.3 吸盤尺寸設(shè)計(jì)46-47
• 3.4 真空泵的選取47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 電火花線切割制絨工藝研究50-63
• 4.1 高電阻率多晶硅放電規(guī)律研究50-53
• 4.2 硅片電火花線切割制絨方式特點(diǎn)53-54
• 4.2.1 工作液的選取53-54
• 4.2.2 走絲方式的選取54
• 4.3 硅片電火花線切割制絨工藝研究54-60
• 4.4 太陽能硅片電火花線切割制絨效果驗(yàn)證60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)和展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 研究展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-71
• 附錄71-75

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