非晶硅薄膜电池的生产过程中,激光工艺扮演着至关重要的角色。这种技术主要用于电池片的精细加工,包括分割标准件、串联连接子电池、绝缘处理以及形状切割。激光切割的优势在于其高精度、窄切缝、高质量和低热影响区,同时因为是非接触式切割,所以不会引起形变,减少了对环境的污染。
激光切割的必要性源于其独特的优点。相比于传统的切割方法,激光切割能实现高速、高效且切割面平滑,几乎可以切割任何材料。然而,激光切割也存在一定的劣势,如可能对电池片造成微小损伤,导致电池片的晶相受损,进一步可能引发太阳能组件的漏电问题。
脉冲激光的使用则能弥补部分问题,它具有短的加工时间、高的峰值能量、小的热影响区域,便于控制划刻深度,同时通过被喷出材料带走多余能量,降低了对电池片的潜在损害。
在实际生产中,激光机设备分为不同厂商和配置。例如,一分厂使用的是大族ROFIN设备,无UPS和P1的CCD,而二分厂使用MITROFIN设备,配有UPS和P1的CCD。激光机通常包含激光器、真空集尘系统、CCD跟踪系统等组件,确保精准定位和高效切割。
激光器是核心组成部分,由泵浦源、工作物质和谐振腔构成。泵浦源提供能量,工作物质吸收光子并释放出特定波长的光,通过谐振腔的震荡强化光束。激光器的种类多样,包括气体、液体、固体和半导体激光器,各有其特点和适用领域。在现场应用中,通常使用泵浦源发出808nm的光,工作物质发出1064nm的光。
整个工艺流程包括磨边清洗、PECVD、预热清洗、PVD、退火、反压、芯片电性能测试、激光绝缘刻线、异形激光扫边、激光打孔、芯片切割、组件电性能测试和灌胶等步骤。在这些环节中,激光工艺确保了电池片的精确加工,提升了电池片和组件的性能与可靠性。
激光机构成中的CCD图像智能定位系统对于保证三层膜相邻线条的平行度至关重要,而激光系统的除尘系统则确保了工作环境的清洁,避免了尘埃对产品质量的影响。控制系统则通过PC主控和人机界面,提供了友好的操作体验,并配备了各种安全措施。
非晶硅薄膜电池的激光工艺是现代太阳能电池制造中的关键技术,涉及到精密的设备、复杂的工艺流程和多种类型的激光器应用,对于提高电池效率和稳定性具有决定性的作用。