激光設備在光伏生產中的應用

來源： 2021/6/30 14:53:10

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光伏生產較重要的就是電池制造。硅電池在光伏發(fā)電中有重要作用，無論是晶硅電池還是薄膜硅電池。在晶硅電池中，由高純度的單晶/多晶切成電池用的硅片，利用激光來較好地切割、成型、劃線，制成電池后再組串。

電池邊緣鈍化處理

采用具有高能量和高功率的激光器可以快速鈍化電池片邊緣并防止過多的功率損耗。有了激光成型的凹槽，太陽能電池漏電流造成的能量損失大大降低，從傳統(tǒng)化學蝕刻工藝損失的10-15%降低到激光技術的2-3％損失。

排列劃線

用激光排列硅片是太陽能電池自動串焊常見的在線工藝。以這種方式連接太陽能電池降低了存儲成本，讓每塊組件的電池串排列更整齊、緊湊。

切割劃片

用激光來劃片切割硅片是目前較為先進的,它使用精度高、而且重復精度也高、工作穩(wěn)定、速度快、操作簡單、維修方便。

硅片標記

激光在硅光伏工業(yè)中的顯著應用是在不影響硅片導電性的情況下對硅片進行標記。硅片標記可幫助制造商跟進其太陽能供應鏈并確保質量穩(wěn)定。

薄膜燒蝕

薄膜太陽能電池依靠氣相沉積和劃片技術選擇性燒蝕某些層以實現電隔離。薄膜的各層需要快速沉積，而又不影響到基底玻璃和硅的其他層。瞬間的燒蝕會導致玻璃和硅層上的電路損壞，從而導致電池故障。

為了確保組件之間發(fā)電性能的穩(wěn)定性、質量和均勻性，必須為制造車間精心調整激光束功率。如果激光功率不能達到一定水平，就無法完成劃線過程。同樣，光束必須將功率保持在狹窄的范圍內，并在裝配生產線中確保7*24小時工作狀態(tài)。所有這些因素都對激光規(guī)格提出了非常嚴格的要求，并且必須使用復雜的監(jiān)控裝置來確保峰值運行。

制造商和研究人員都使用光束功率測量來定制激光器并將其調整到符合應用要求。對于大功率激光器，有許多不同的功率測量工具，高功率檢測器可以在特殊情況下打破激光器的極限；玻璃切割或其他沉積應用中使用的激光需要關注光束的精細特性，而不是功率。

薄膜光伏中當用于燒蝕電子材料時，光束特性的重要性勝過原始功率。尺寸、形狀和強度在防止組件電池的漏電流中發(fā)揮重要影響。將沉積好的光伏材料燒蝕到基礎玻璃板上的激光束也需要精細調整的特性。作為制造電池電路的較好接觸點，光束必須符合所有標準。只有具有高重復性的高質量光束才能正確燒蝕電路，而不會損壞下方的玻璃。通常這種場合需要用到能高度重復測量激光束能量的熱電探測器。

激光束中心的大小會影響其燒蝕的方式和位置。光束的圓度（或橢圓度）會影響投射到太陽能組件上的劃線。如果劃線不均勻，不一致的光束橢圓率將導致太陽能組件缺陷。整個光束的形狀還會影響硅摻雜結構的有效性。對于研究人員來說選擇激光器重要的是較好度，而不需考慮加工速度和成本，但對于生產來說，如在電池制造中蒸發(fā)所需的短脈沖通常要使用到鎖模激光器。

鈣鈦礦等新材料提供了一種更便宜且完全不同于傳統(tǒng)晶硅電池的制造工藝。鈣鈦礦的較大優(yōu)點之一是它在保持效率的同時減少了晶硅加工和制造對環(huán)境的影響，目前，其材料的氣相沉積也使用到了激光加工技術。由此可見，激光加工技術已經成為生產硅太陽能電池的較可靠的工具。

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