專利名稱：晶體硅片激光剝離設備的制作方法
技術領域：
本實用新 型涉及激光加工技術領域，具體提供一種晶體硅片激光剝離設備。
背景技術：
現有的晶體硅太陽能電池片生產工藝中，有一項十分關鍵的工序是將經過提純的 原料硅錠(99. 9999%純度以上)切割成相應規格的硅片。目前分離晶體硅電池片工藝都 是采用高精度線切割的方式，然而在此過程中，有時會出現在生產過程中因故切割中止而 導致產生廢料，如切絲斷裂等。一般情況下，廢料只能采取集中回爐重新加工提煉的方式處 理，但此種提純工藝復雜且能耗大，同時，全球硅材料非常緊張并在不斷漲價，導致提純的 原料硅錠價格十分昂貴。
實用新型內容為了克服以上問題，有效的將晶體硅廢料重新利用，本實用新型提供一種太陽能 電池殘留晶體硅片激光剝離設備，可電動控制調節激光的輸出角度，并通過專門的程序軟 件控制硅錠的運動方式，將殘留硅片從硅錠上切割下來，重新加工成小規格的產品，減少浪 費，使這部分原來作為廢品的材料得到最大限度的利用。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種晶體硅片激光剝離設備， 它包括控制主機、激光發生器、激光輸出系統和工件運動平臺，控制主機控制激光發生器產 生激光束，該激光束經激光輸出系統射至工件運動平臺的表面，激光發生器的輸出端與激 光輸出系統的輸入端通過旋轉軸連接，旋轉軸為中空結構，激光束從該旋轉軸內穿過。進一步的，該設備還包括電動裝置，該電動裝置與旋轉軸連接，控制旋轉軸旋轉。進一步的，電動裝置包括電機和主動齒輪，該電機控制主動齒輪旋轉，旋轉軸的外 周上設有從動齒輪，主動齒輪和從動齒輪通過皮帶連接。進一步的，從動齒輪、主動齒輪分別與皮帶通過齒嚙合。進一步的，該設備還包括加工控制器，加工控制器控制工件運動平臺作二維運動。進一步的，激光輸出系統包括外光路裝置和設置在外光路裝置下方的聚焦鏡頭， 激光發生器產生的激光束穿過旋轉軸射至外光路裝置，最后經聚焦鏡頭聚焦后輸出。本實用新型的有益效果是本實用新型晶體硅片激光剝離設備的激光輸出系統 與激光發生器通過旋轉軸連接，使得激光輸出系統的激光輸出角度可調節，從而使設備的 激光輸出端與晶體硅片加工材料呈一定角度，調整好角度，既能使經聚焦鏡的激光束聚焦 于硅片待切割的表面，又不會使殘留的硅錠運動時影響到激光聚焦頭，同時，將待加工硅錠 固定在專門的二維的運動工作平臺上，通過專用加工控制器來控制硅錠與激光束的相對運 動，即可實現從廢品材料上將硅片剝離下來的目的。利用激光設備的特殊加工能力，使原來 作為報廢材料得到重新利用，減少浪費從而產生可觀的經濟效益。
圖1為本實用新型晶體硅片激光剝離設備的結構示意圖；圖2為本使用新型晶體硅片激光剝離設備的局部示意圖；圖3為本實用新型晶體硅片激光剝離設備工作狀態示意圖；附圖中，各標號所代表的部件列表如下1控制主機，2激光發生器，3工件運動平臺，4外光路裝置，5聚焦鏡頭，6旋轉軸，7 電動裝置，8加工控制器，61從動齒輪，71主動齒輪，72皮帶，73電機。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1和圖2所示，一種晶體硅片激光剝離設備，它包括控制主機1、激光發生器 2、激光輸出系統、工件運動平臺3、電動裝置7和加工控制器8，控制主機1控制激光發生器 2產生激光束，激光發生器1的輸出端與激光輸出系統的輸入端通過旋轉軸6連接，激光輸 出系統包括外光路裝置4和設置在外光路裝置4下方的聚焦鏡頭5，旋轉軸6為中空結構， 激光束從旋轉軸6內穿過，經外光路裝置4反射，最后經聚焦鏡頭5聚焦后射至工件運動平 臺3的表面，加工控制器8控制工件運動平臺3作二維運動，電動裝置7包括電機73和主 動齒輪71，旋轉軸6的外周上設有從動齒輪61，主動齒輪71和從動齒輪61通過皮帶72連 接，且從動齒輪61、主動齒輪71和皮帶72上分別設有齒，從動齒輪61、主動齒輪71分別與 皮帶72通過齒嚙合，電機73控制主動齒輪73旋轉，帶動從動齒輪61旋轉，從而實現激光 輸出系統激光輸出角度的無級調節。如圖3所示，該晶體硅片激光剝離設備工作時，首先將待切割的硅錠廢料放置于 工件運動平臺3的材料工裝夾具上固定，通過電動裝置8控制激光輸出系統旋轉一定角度， 并調整使其由激光發生器2產生的激光束經聚焦鏡頭5聚焦后，焦點正好處于硅錠廢料的 根部表面，工件運動平臺3由加工控制器8驅動在X方向和Y方向做精確二維運動，加工控 制器8內設有專門的程序軟件，該專用的程序軟件通過加工控制器8的按鍵控制，進行以下 晶體硅片剝離步驟步驟1.按開始按鍵，控制二維工件運動平臺3在Y軸方向做往復運動，使激光束 能切割硅錠廢料表面第一層硅片。步驟2.若上述步驟1激光未能較好切割硅錠廢料表面第一層硅片，再重復步驟1 的加工過程，直至將第一層硅片切割并分離下來。步驟3.繼續按鍵，可控制二維工件運動平臺先在X軸方向做微動步進運動，運動 距離為單片硅片厚度和二層硅片間距之和，使經激光聚焦鏡頭聚焦后的激光束焦點仍能處 于硅錠廢料的第二層硅片根部表面，然后在Y軸方向做往復運動一次，使激光束能切割表 面第二層硅片殘片。步驟4.重復以上過程，即可將硅錠廢料上的殘留硅片全部切割分離下來。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。
權利要求1.一種晶體硅片激光剝離設備，它包括控制主機、激光發生器、激光輸出系統和工件運 動平臺，控制主機控制激光發生器產生激光束，該激光束經激光輸出系統射至工件運動平 臺的表面，其特征在于所述激光發生器的輸出端與激光輸出系統的輸入端通過旋轉軸連 接，所述旋轉軸為中空結構，激光束從該旋轉軸內穿過。
2.根據權利要求1所述的一種晶體硅片激光剝離設備，其特征在于該設備還包括電 動裝置，該電動裝置與旋轉軸連接，控制旋轉軸旋轉。
3.根據權利要求2所述的一種晶體硅片激光剝離設備，其特征在于所述電動裝置包 括電機和主動齒輪，該電機控制主動齒輪旋轉，所述旋轉軸的外周上設有從動齒輪，所述主 動齒輪和從動齒輪通過皮帶連接。
4.根據權利要求3所述的一種晶體硅片激光剝離設備，其特征在于所述從動齒輪、主 動齒輪分別與皮帶通過齒嚙合。
5.根據權利要求1所述的一種晶體硅片激光剝離設備，其特征在于該設備還包括加 工控制器，所述加工控制器控制工件運動平臺作二維運動。
6.根據權利要求1至5任一項所述的一種晶體硅片激光剝離設備，其特征在于所述 激光輸出系統包括外光路裝置和設置在外光路裝置下方的聚焦鏡頭，激光發生器產生的激 光束穿過旋轉軸射至外光路裝置，最后經聚焦鏡頭聚焦后輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種晶體硅片激光剝離設備，它包括控制主機、激光發生器、激光輸出系統和工件運動平臺，控制主機控制激光發生器產生激光束，該激光束經激光輸出系統射至工件運動平臺的表面，激光發生器的輸出端與激光輸出系統的輸入端通過旋轉軸連接，旋轉軸為中空結構，激光束從該旋轉軸內穿過。本實用新型晶體硅片激光剝離設備，可電動控制調節激光的輸出角度，并通過專門的程序軟件控制硅錠的運動方式，將殘留硅片從硅錠上切割下來，重新加工成小規格的產品，減少浪費，使這部分原來作為廢品的材料得到最大限度的利用。
文檔編號B23K26/08GK201881054SQ20102062679
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者付三望, 余輝, 羅新紅 申請人:武漢高盛光電科技有限公司