近年來(lái)光伏技術(shù)進(jìn)步使得裝機成本不斷下行，這使得光伏發(fā)電性?xún)r(jià)比提升，全球平價(jià)市場(chǎng)正在逐步擴大。根據IEA及PVInfoLink數據，2019年全球光伏新增裝機約為115GW，中國2019年光伏新增裝機30.1GW，位列全球第一。從技術(shù)升級的速度看，中國光伏產(chǎn)業(yè)當之無(wú)愧的引領(lǐng)全球光伏行業(yè)的發(fā)展。從技術(shù)水平來(lái)看，我國光伏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)處于全球先進(jìn)水平，前沿技術(shù)也開(kāi)始加速布局，2019年在電池效率方面9次打破紀錄，2020年截止目前仍在創(chuàng )造各種記錄。

硅晶片，光伏發(fā)電的關(guān)鍵

光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池吸收0.4μm～1.1μm波長(cháng)(針對硅晶)的太陽(yáng)光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發(fā)電方式。太陽(yáng)能電池一般由能量轉換效率較高的硅材料制成。

光伏硅晶片

硅材料的性能雖然好，但它的硬度可達摩氏7度，比鋼的硬度（5.5～6度）還高，因此難加工成為了硅晶片生產(chǎn)的重要標簽。

太陽(yáng)能電池的制造流程

上圖展示了從硅粒子原材料硅錠，到硅晶片，然后組裝成太陽(yáng)能電池板的全過(guò)程。關(guān)鍵部分的硅晶片則是經(jīng)過(guò)切斷、切方、磨削和切片幾個(gè)工藝環(huán)節才能得到，這其中以切片工藝要求最高。

目前硅切片普遍采用線(xiàn)切割方法。它山之石，可以攻玉。線(xiàn)切割用的金剛線(xiàn)上粘附有硬度更高的金剛砂。切片機的電機通過(guò)聯(lián)軸器驅動(dòng)主軸旋轉，切割輥上均布有上千根金剛線(xiàn)，兩端與兩套配置相同的主軸相連。主軸轉速高達2000到3000轉每分鐘，并且每分鐘正反轉一次，金剛線(xiàn)猶如一把鋸子快速的來(lái)回移動(dòng)切割堅硬的硅棒。

單晶硅切片機原理及構造

將比鋼還硬的硅棒同時(shí)切割成上千片厚度約0.2mm厚的硅晶片，切片機主軸在高速、頻繁正反運轉的過(guò)程中伴隨著(zhù)巨大的徑向載荷。在這種情況下，要讓主軸穩定可靠地精密運轉以保證硅片的厚度均勻和表面質(zhì)量，精密可靠的軸承配置則顯得格外重要。

硅切片機主軸構造

常見(jiàn)的硅切片機主軸軸承配置一般有兩種方案。

一種是采用精密角接觸球軸承，即四列較大尺寸的精密角接觸球軸承作為固定端，兩列較小尺寸的精密角接觸球軸承背對背配置作為浮動(dòng)端。因為球軸承具有優(yōu)異的轉速性能，在脂潤滑配合下即可達到較高的轉速。

另一種采用兩個(gè)背對背配置的單列圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承可以實(shí)現純滾動(dòng)，避免了過(guò)多滑動(dòng)摩擦生熱。配以?xún)?yōu)秀的油潤滑及密封方案，一根主軸只需要兩個(gè)軸承即能滿(mǎn)足高承載高轉速的要求。

無(wú)論是精密角接觸球軸承還是精密圓錐滾子軸承，一般選用精密度較好的軸承來(lái)滿(mǎn)足單晶硅切片的高標準嚴要求，而大品牌軸承商在生產(chǎn)過(guò)程中包括切斷、切方、磨削和切片在內的硅片制造的全流程都有相應的技術(shù)與服務(wù)支持。