在全球能源危机的大背景下,光伏太阳能电池在新能源市场占据越来越重要的地位,其中又以硅基太阳能电池应用最为广泛。多晶硅电池凭借其制备简单、生产成本低等特点得到迅速发展。通过金刚石线锯切片技术将硅锭切成硅片是生产硅基太阳能电池衬底的首道工序,锯切过程中存在材料的脆性去除,会在硅片表面和亚表面留下微裂纹。微裂纹在应力的作用下将会发生扩展和相互干涉,降低硅片的断裂强度导致破碎,甚至出现宏观裂纹使硅锭开裂。为了节约成本和提高生产率,硅片趋于大尺寸化和薄片化,这使硅片破碎和硅锭开裂的问题更加突出。本文以多晶硅为研究对象,探究了硅锭装夹应力的分布情况、锯切过程中晶体内部应力的分布变化规律以及硬颗粒杂质对实时锯切应力分布的影响。主要工作如下:（1）建立了硅锭装夹的三维有限元模型,研究了气缸接头形状、个数及其分布对装夹应力的影响,同时分析了树脂板结构对装夹应力大小和分布的影响。结果表明,采用“工”字状气缸接头、含有双排连接槽的合金连接板以及开设直径为30mm的圆孔并且对孔边缘设立半径为1mm的边倒圆的树脂板,可以使硅锭的最大装夹应力从目前通用装夹方式的0.5MPa降至0.15MPa,下降约70%。（2）建立了同时考虑塑性和脆性两种材料去除方式的金刚石线锯锯切力模型。基于该锯切力模型,对多线锯切多晶硅的加工过程进行有限元仿真,研究了锯切应力的分布与耦合特性以及工艺参数与硅片尺寸特性对应力数值及分布的影响。研究结果表明,线锯锯切过程中机械应力值较小,占热力耦合应力的比例很小,但会影响热力耦合应力的分布,热应力占其主导地位。装夹应力对耦合应力的影响不明显。锯丝速度和进给速度增加会导致热力耦合应力的增加;当锯丝速度与进给速度的比值相同时,数值越大产生的热力耦合应力越大。硅片尺寸和厚度的增加会使热力耦合应力增加,而硅片厚度变化对应力值影响较小。（3）建立了多线锯切含有硬颗粒杂质的多晶硅的有限元模型,分析了硬颗粒杂质种类、尺寸、位置、相邻杂质之间耦合作用以及锯切参数对热力耦合应力和应力集中系数的影响。研究结果表明:硬颗粒杂质的热膨胀系数越大引起的应力集中程度越大;硬颗粒杂质尺寸越大产生的应力值越大;分布在锯丝出口和锯缝中心处的杂质会产生更大的热力耦合应力;相邻杂质间距越小产生的应力越大;提高锯丝速度和进给速度,由杂质影响所产生的热力耦合应力增加。