鲍官培博士答辩公告

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鲍官培博士答辩公告

发布时间:2016-12-05浏览次数:1010作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：鲍官培

指导教师：汪炜教授

论文题目：太阳能硅片电磨削多线切割技术基础研究

答辩委员会：

主席：汤文成教授/博导东南大学

委员：康敏教授/博导南京农业大学

何涛研究员/博导中国科学院上海高等研究院

云乃彰教授/博导南京航空航天大学

沈鸿烈教授/博导南京航空航天大学

姬广斌教授/博导南京航空航天大学

汪炜教授/博导南京航空航天大学

秘书：赵建社副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2016年12月10日14:00-17:00

地点：南航明故宫校区A15#-B327

针对目前多线切割方法尚存在的缺点和不足，本文在现有的多线切割系统基础上，提出了一种电磨削多线切割复合加工方法，该方法在硅锭与切割线间加上连续或脉冲电源，利用切削液的弱导电性产生微区氧化或腐蚀，在机械磨削的同时复合电化学氧化（或腐蚀）。其中，电化学作用有利于机械切削力的减小，可以降低断丝几率，提高硅片切割效率；机械磨削作用有利于电化学氧化的持续进行，硅片机械损伤层更薄，表面完整性好。本文针对该复合加工方法展开深入研究，主要完成的工作有：

1）采用循环伏安法对太阳能级P型多晶硅的电化学反应机理进行研究。

2）对硅基体和疏松状硅氧化物进行了分子动力学的纳米压痕仿真，并开展了纳米压痕实验来验证仿真结果。

3）针对该技术的工程化应用需求，设计了专用的阳极进电和阴极进电方案，研制了电磨削专用电源，并以该电源为载体开发了远程监控系统。

4）开展了游离磨料电磨削多线切割及其对比试验，并将电磨削方法成功应用于点杂多晶硅锭的切割以及结构线切割系统。

5）开展了金刚线电磨削切割多晶试验，探究了电磨削方法对金刚线切割后多晶硅片制绒的影响。

主要创新点：

1）提出了一种电磨削多线切割复合加工方法，在机械磨削的基础上复合了阳极氧化或腐蚀，提高了切割效率，改善硅片表面质量，形成了一套新的太阳能硅片加工工艺方法和体系，其中包括进电方案设计、专用电源研制以及电磨削专用切削液配方的研制。

2）阳极进电设计了端面进电方法并采用导电银浆料，进电效果好，工艺兼容性好，解决了金属和硅半导体之间接触电阻大的难题。阴极进电通过巧妙的思路变换设计了双工位进电方法，避免了对线网直接进电所带来的一系列工程难题，为该技术的工程化推广奠定了基础。

3）针对游离磨料多线切割，在有机弱电解质的微区氧化作用下，通过磨削/电解复合的材料去除机制，实现“以柔克刚”，提高了游离磨料多线切割的加工效率，改善硅片品质，尤其是提高其切割点杂多晶硅锭的能力和良品率。

4）针对固结磨料多线切割，通过研制电磨削切割专用无氟电解液，复合硅片表面的多场耦合作用以及电化学作用，增强表面电化学/磨削微缺陷中心形成机制，利于后续多晶硅片的制绒，实现切割预制绒一体化，解决了金刚线切割多晶硅片表面织构的材料科学难题。

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