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太阳能电池激光加工设备

发布时间2021-09-30人气:1004

1激光切割技术 VS太阳能电池
在世界范围内一次性能源日益短缺的趋势下,清洁能源的开发与利用已成为世界各国迫切需要解决的问题。太阳电池是将光能转化为电能的装置,以硅基太阳能电池为主,可有效减少环境污染和能源消耗的危机。
按制造材料的不同,太阳能电池可分为复合太阳能电池、硅太阳能电池、有机薄膜太阳能电池及染料敏化太阳能电池等,其中硅太阳能电池的应用范围十分广泛,因而又细化为多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
激光切割技术是工业领域的一项重要应用技术,它在太阳能电池领域起着举足轻重的作用,与其它加工工艺相比,它既能提高工艺的可靠性,又能降低生产成本。上述优点在生产晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池方面得到了充分的体现。
2、该技术在太阳能电池工业中的应用与优势
太阳能电池作为一种清洁、无污染和可再生能源,已经推动了光伏产业的快速发展,对光伏产业的发展起着非常重要的作用。太阳电池有很多种,按材料分为,有硅基太阳能电池(单晶、多晶、非晶)等,目前,晶硅太阳能电池是光伏市场的主导产品,转换率最高达20%。激光切割技术在晶硅太阳能电池的生产过程中主要用于切割晶圆、切片等。
太阳能电池激光加工设备
激光切割法与传统切割法相比,有其独特的优点。
1)切割精度高,切缝窄,质量好,热影响区小,且切割端面平整光滑;
2)切割速度快,效率高;
它是一种非接触加工,无机械应力,不会产生形变,不存在加工屑、油、噪声等污染问题,是一种绿色环保的加工方法;
4)切割能力强,几乎可切割任何材料。
太阳能电池激光切割的主流技术
切削划痕
利用激光对硅片进行切割是目前比较先进的技术手段,其原理是利用激光作为切割划片工具,同时也利用了材料气化原理。被加工物料经聚焦激光束照射后,移动工件。由于材料气化而将其移除,因此工件在运动方向上用激光切割划片。
激光切割划片特性
1)激光可以聚焦成很小的光点,从而画出很细的线。
2)切割深度大2~3倍,可控制,大大提高切割合格率。
非接触式加工,硅片的作用时间和作用范围小,热影响区小,不会因机械应力而产生裂纹。
4)划片速度快,极大地提高了生产率,适合自动控制,降低了生产成本。
5)可在半导体板上涂上保护层。
硅晶片
在单晶硅电池的生产中,硅片切割是比较关键的一道工序。用于工业生产的硅电池的单晶硅材料一般是单晶硅棒,原始形状为圆柱形,需切割成方形硅片,通常采用线切割法进行切片。
太阳能电池激光加工设备
在传统的线切割中,激光切割机有哪些缺点呢?
一般而言,采用线切割,硅片切割厚度大,切割平整度差。而且,由于硅是脆性材料,接触加工极易造成边缘断裂。在硅片表面上会出现由弹性应变区、位错网区和碎晶区组成的机械损伤层。产品合格率低,原材料损耗大,甚至可能产生隐含裂纹,影响电气参数等危害。
用激光精密切割技术代替线切割,由于它的非接触加工,无应力,所以切边平整、整齐、无损伤、不损伤晶片结构,电性参数优于机械切割,是提高成品率、降低成本的有效方法。另外,切缝宽度小、精度高、激光功率可调等特点,应用激光精密切割技术控制切割厚度,有可能实现太阳能电池减薄。
太阳能电池用高精度激光切割的其它应用前景
太阳电池的功率与面积成正比,根据所需的电压和功率可计算出所需电池片的面积和片数,当太阳电池片尺寸一定时,面积无法达到要求时,应将电池片进行划线切片。而且切边是一个不可恢复的不可逆过程。当问题发生时,整个太阳能电池片有可能部分或全部报废。另外,划线宽度对太阳电池的性能有很大的影响,高的线宽会造成较大的遮光损耗。采用激光精密切割技术,大面积电池片上的划线切割,能精确地控制切割精度和厚度,进一步减少切屑,提高电池利用率。当前,激光精密切割技术已广泛应用于太阳能电池领域。


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