納飛光電皮秒激光器在薄膜太陽電池邊緣刻蝕的應(yīng)用
光伏發(fā)電,是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,其關(guān)鍵元件是太陽電池。薄膜太陽電池是一種常見的、光電轉(zhuǎn)化效率高的太陽電池,有質(zhì)量小、厚度極薄、可彎曲等優(yōu)點(diǎn)。在薄膜太陽電池生產(chǎn)過程中,激光刻蝕是非常重要的工序,尤其是高性能、高穩(wěn)定性的超短皮秒脈沖激光器,加工精度高,激光刻蝕在優(yōu)化加工工藝,提升電池品質(zhì)等方面具有重要作用。
在薄膜太陽能電池的生產(chǎn)過程中,導(dǎo)電薄膜和光伏薄膜被濺射在大面積基板上,為確保精確的邊緣區(qū)域,濺射后需要?jiǎng)澗€操作完成邊緣分離過程,使各個(gè)模塊串聯(lián)起來,以獲得更高的電壓水平,隨后將太陽電池進(jìn)行封裝保護(hù),即可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
激光刻蝕的效率更高,效果更好,已經(jīng)成為主流劃線工藝,原理是指在特定的時(shí)間內(nèi)通過高能量、超短脈沖的激光光束照射材料表面,激光束產(chǎn)生的熱量使材料在瞬間汽化蒸發(fā),從而形成刻蝕線路圖的一個(gè)過程。納飛光電研發(fā)設(shè)計(jì)的1064nm皮秒激光器,10ps左右的超窄脈寬,以及超高穩(wěn)定性,可以獲得更小的線寬和槽距,是薄膜太陽電池邊緣刻蝕的利器,保證所需要的絕緣性能。
相比于納秒脈沖的激光刻蝕,10ps左右的超短脈沖寬度比納秒脈沖窄了非常多,面對薄膜太陽能電池中只有幾微米厚的膜層,以及膜層組合材料種類的增加,對皮秒脈沖帶來的冷加工的需求更為迫切。在激光刻蝕過程中,皮秒激光能聚焦到超細(xì)微空間區(qū)域,具有極高峰值功率,能快速將材料汽化蒸發(fā),10ps脈寬遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時(shí)間,能量來不及釋放該脈沖已經(jīng)結(jié)束,避免了能量的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)化以及熱量的存在和熱擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的激光“冷”加工,加工時(shí)切面整齊、無熱擴(kuò)散,品質(zhì)高。

太陽電池在不同膜層的鍍膜處理中前后槽邊緣之間極易出現(xiàn)短路故障,因此刻蝕的加工一致性是非常有必要的。納飛光電皮秒激光器的穩(wěn)定性高,脈沖穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性均小于1%RMS,以及高光束質(zhì)量(M2<1.3),聚焦的光斑直徑小,焦點(diǎn)位置準(zhǔn)確,能夠精準(zhǔn)獲得更小的線寬和槽距,做到加工的超精細(xì),有效減少非活動(dòng)區(qū)域的面積,并提高模塊效率,非接觸式的加工,更能讓薄膜太陽電池免受機(jī)械應(yīng)力影響,而且這款皮秒激光器易集成,可輕松安裝到太陽電池的生產(chǎn)線上。
