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1. 硅片厚度越來越薄，碎片風險也隨之提高

硅片薄片化，不僅有效減少硅材料消耗，而且薄片化所體現(xiàn)出的硅片柔韌性也給電池、組件端帶來了更多的可能性。從實際發(fā)展結果來看，2022年的切片已經(jīng)在朝著低于140微米的厚度前進。

伴隨著硅片厚度的減薄，在硅片的吸片及傳輸過程中，翹曲更大，不可控的撞擊幾率也會增加；并且硅片越薄，硅片的斷裂強度越低，這些都會增加薄硅片的碎片風險，例如140um厚度的硅片相對比210um厚度的硅片，斷裂強度降低~40%。
不同厚度硅片的斷裂強度對比

2. 影響電池產(chǎn)線碎片率的因素

2.1 硅片表面狀態(tài)

在硅片的太陽電池制造工藝過程中，不同的表面狀態(tài)對斷裂強度也有非常明顯的影響。
a. 切割表面；

b. 經(jīng)過化學腐蝕拋光去除表面損傷層之后的表面；

c. 相對小絨面的表面；

d. 是大金字塔表面結構。

對應幾種表面狀態(tài)的硅片斷裂強度下圖所示，拋光表面的硅片斷裂強度最高，小絨面硅片其次，而原始切割硅片斷裂強度最差。

大絨面與小絨面相比，金字塔底部的山谷數(shù)目更少，在斷裂強度測試中，山谷區(qū)域的應力大于小絨面樣品，因此斷裂強度相對較低。

切割硅片表面有很多的微裂紋，在測試斷裂強度的實驗中，微裂紋位置極易成為應力集中點，導致硅片在降低強度下碎裂?；瘜W拋光表面去除了表面微裂紋及損傷，同時表面平整度較高，不易出現(xiàn)應力集中點，因此斷裂強度最高。

不同表面狀態(tài)硅片的斷裂強度對比

2.2 金剛線切割中的表面非晶層

a. 是金剛線切割的硅片表面的顯微圖，硅片表面形成沿著金剛線行進方向的線條中凸起和溝壑。

b. 是金剛線切割硅片表面的作用面結構示意圖，在切割過程中，金剛石顆粒的周圍形成塑性應變區(qū)和缺陷應變區(qū)，同時產(chǎn)生沿著硅片表面方向的橫向微裂紋及深入硅片內(nèi)部的內(nèi)部微裂紋，切割后的表面層部分區(qū)域變成非晶態(tài)。

金剛線切割過程中，有很多的切割參數(shù)，包括金剛線的線速度、硅錠的進給速度、金剛線的直徑、金剛石磨粒的尺寸及分布密度等。

2.3 吸盤的壓縮空氣流速及吸片方式

不同的氣體流量就會形成不同的吸力，不同的吸力進而會引起硅片不同的變形量，當氣體流速從30L/min增加到40L/min，硅片的變形量從不到0.2mm增加到約0.8mm。

在太陽電池產(chǎn)線中，還有部分使用的是多個小尺寸真空吸盤的組合，硅片中靜態(tài)應力的理論模擬圖，從以下這四種組合來看，四個正方形分布的吸盤組合靜態(tài)應力最低，在產(chǎn)線上可以通過真空吸盤吸片方式的優(yōu)化，減少硅片碎裂的風險。


幾種小尺寸真空吸盤組合吸起的硅片中靜態(tài)應力的理論模擬圖

2.4 切割硅片的表面粗糙度

硅片表面粗糙度會對硅片的斷裂強度有較明顯的影響，以下實例是砂漿切割方式得到的硅片。

a. 實驗對比片的取樣方式示意圖，在同一片的中部位置，分別從左到右切割出10mm×10mm的樣品片，圖中左邊是進線方向，右側(cè)是出線方向。在砂漿切割中，一般規(guī)律是進線方向的粗糙度大于出線方向的粗糙度，

b. 主要原因是切割顆粒逐漸變得圓滑，粗糙度降低。圖中使用了兩種粒徑的磨粒，F(xiàn)600粒徑約9微米，F(xiàn)1000粒徑約4.5微米?？梢钥闯鲂×降哪チＧ懈畛龅墓杵植诙雀?。

c和d表示斷裂強度均是從1-5逐漸增加，與粗糙度的變化相對應。因此，在其他條件類似的條件下，粗糙度數(shù)值越低，硅片的斷裂強度越高。 

原標題：硅片，薄片，碎片？