电镀金刚石线锯切割技术是切割多晶硅锭的主要加工方式。与游离磨粒线锯切割相比,具有切口损失小、切割效率及精度高、损伤层较浅和环境友好等优点。制绒是生产硅基太阳能电池片过程中的一个重要环节,通过增大硅片表面积的方式增加光线在硅片表面的反射次数,以提高表面的光吸收效率。但是电镀金刚石线锯切割出的多晶硅片表面存在大量由于材料以塑性剪切的方式被去除而留下的光亮平滑区,光亮平滑区的表面覆盖有一层α-Si(非晶硅,又称无定形硅)。这层非晶硅具有耐酸腐蚀的特性,使得传统高效的酸腐蚀制绒工艺无法进行有效的制绒,迫使工业上只能使用一种成本较高、效率较低的“黑硅”工艺来进行制绒。本文对电镀金刚石线锯切割时,沿进给速度方向截面的加工过程进行了数值仿真;并对磨粒刻划过程中形成的裂纹偏转角进行了计算分析;同时,对不同加工参数下切割出的硅片粗糙度和损伤层进行了实验研究。研究工作对采用电镀金刚石线锯切割技术加工出有利于酸腐蚀制绒的表面具有指导作用。本文的主要研究工作如下:(1)建立了电镀金刚石线锯切割多晶硅材料时沿进给速度方向截面加工过程的数值仿真模型,分析了不同加工参数或锯丝参数下,处于线锯表面不同方位角的磨粒的切削深度,研究了不同切削深度下磨粒的材料去除方式以及去除体积;统计了以脆性和塑性方式去除材料的磨粒数及其在锯丝上的分布情况;对多晶硅锭进行了锯切实验,将不同加工参数下的切片表面形貌实验结果与仿真结果进行了对比验证。(2)建立了单个磨粒刻划过程中磨粒尖端下方的应力场分布模型,分析了径向裂纹成核位置及扩展方向随塑性、脆性两种不同材料去除方式的变化情况,并与有关学者所做实验行进了对比验证;研究了中位裂纹扩展方向随磨粒尖端半角的变化情况,同样将预测结果与有关学者所做实验进行对比验证;对压痕过程中的中位-径向裂纹系统进行了扩展,提出了一种新的刻划过程中的中位-径向裂纹系统;对刻划过程中多晶硅中位裂纹偏转角随磨粒尖端半角的变化趋势进行了预测。(3)建立了金刚石线锯切割多晶硅片表面粗糙度及亚表面损伤层的预测模型,对多晶硅试样进行了切片实验,采用粗糙度测量仪对切片的表面粗糙度进行了测量,采用显微截面法对切片垂直于锯丝速度方向上厚度截面的亚表面损伤层深度进行了观察和测量,实验数据与模型仿真获得的结果误差较小、基本吻合。