摘要：

碳化硅微粉是多线切割硅片中最主要的磨料，适合切割较硬、脆的材料。多线切割是由导轮带动钢线进行高速运动，由钢线携带砂浆进行研磨的切割方式，而砂浆就是悬浮液（PEG）和碳化硅（SiC）的混合物，当切割完毕后新砂浆变成废旧砂浆，如果把废砂浆丢弃会造成极大的环境污染而且对成本降低也不利，所以目前光伏行业的发展趋势是使用回收碳化硅，本文讨论了不同比例的回收碳化硅对硅片质量的影响。

引言：

砂浆就是悬浮液（PEG）和碳化硅（SiC）的混合物，切割完的废砂浆中由于含有较多的铁粉、硅粉等杂质，并且参与切割后的许多碳化硅颗粒破损，直接再参与切割会对切割能力造成极大影响，从而影响硅片质量，所以需要对废砂浆进行提炼，将里面的碳化硅及悬浮液进行再处理，然后将再处理后的碳化硅及悬浮液与新碳化硅、新悬浮液进行一定的比例混配再次切割，目前行业内一般回收碳化硅比例到60%-80%，回收切割液比例使用比例达到40%-90%，甚至100%。

一、碳化硅中影响质量的参数

硅片切割主要是钢线携带砂浆进行研磨的滚动式切割，而起主导作用的就是砂浆中的碳化硅，由于切割中碳化硅会与硅发生碰撞、摩擦，使得碳化硅部分颗粒不断的磨损及破碎，从而影响了硅片切割的质量。在碳化硅几个主要的参数当中，硬度、粒型、粒径、圆形度及微粉含量在切割中起到了至关重要的作用，碳化硅硬度是受碳化硅生产的原料的硬度决定的，冶炼时间的长短决定了碳化硅的硬度，如果硬度过低，在切割过程中与硅碰撞摩擦，会导致颗粒被磨平钝化，导致切割能力不足，最终会使硅片产生锯痕；粒型与其破碎的工艺相关，如果颗粒当中长条状、扁平状颗粒较多，切割过程中就不会起到对硅的滚动摩擦，从而使切割能力下降，造成硅片锯痕、切斜的发生；碳化硅生产过程中无法对相同粒径的颗粒进行集中分离，但是颗粒较大与颗粒较小的碳化硅对切割质量都有不利影响，所以都会要求中值粒径在某一范围内；圆形度及微粉含量在回收碳化硅中体现尤为明显，圆形度表征的是碳化硅棱角的锋利程度，在硅片切割时，如果圆形度较大，即棱角平滑，会使切割能力不足导致硅片锯痕的产生；碳化硅的制作过程中尤其是碳化硅从废砂浆回收过程中，微粉很难处理干净，一般指粒径小于2μm的颗粒，微粉存在过多的话，切割过程中微粉会对碳化硅形成包裹，从而使碳化硅的切割能力下降，影响硅片质量。

二、机床试验部分

使用相同的设备对156*156mm多晶硅块进行切割，对比不同回收碳化硅比例下的硅片切割质量情况，回收碳化硅比例50%、60%、65%，回收切割液比例90%、钢线型号0.13mm，相同的工艺参数、相同的砂浆更新量的条件下进行，同时使用扫描电镜、贝克曼粒径分析仪、马尔文3000圆形度仪对碳化硅颗粒进行了圆形度、粒径及微粉含量等的检测，同时对比了不同回收碳化硅比例的废砂浆中硅粉、铁粉及硅片质量的检测。