激光技术在光伏产业中的应用

在晶体硅太阳能电池的生产中，激光用于切割硅晶片和边缘绝缘。电池边缘的掺杂是为了防止前电极和后电极的短路。在这个应用中，激光已经克服了其他传统工艺。例如，等离子体蚀刻不能满足自动化要求，并且破损率高。激光器越来越多地用于掺杂工艺，因为它们增加了太阳能电池上的局部掺杂浓度分布，从而改善了载流子迁移率，特别是接触栅极。至少有六种不同的工艺在市场上相互竞争，几乎所有工艺都基于激光技术。例如，特殊设计的激光负载可以将磷扩散到硅晶片的表面上而不会损坏，从而增加晶片和接触电极之间的导电性。激光器的另一个应用是不选择性地烧蚀晶体硅太阳能电池上的钝化层。超短脉冲和高脉冲能量激光器因其出色的光束质量而特别适合，这只能通过光盘激光技术实现。由于激光输出功率的可扩展性以实现更高的吞吐量，超短脉冲中的高光束质量显着提高了太阳能电池的转换效率。这可以大大降低每瓦太阳能电池的成本。根据薄膜层，激光划线由碲化镉或非晶硅薄膜制成的导电和光敏涂层。通过该过程，涂覆到玻璃基板上的涂层被分成彼此串联连接的单元。因此，电池的宽度决定了电池和模块的电压。精确，选择性和非接触式激光加工工艺可以可靠地集成到生产线中。所谓的掩模版是一系列尺寸为30-80μm的单个光脉冲，并且在P1中用几十纳秒脉冲宽度（10到80ns）的脉冲进行蚀刻。当加工到薄膜边缘时，一部分材料升华，蒸汽压力可以吹走被蚀刻的材料。因此，处理能量小，底部材料的热影响也降低。由Cu（In，Ga）（S，Se）2组成的薄膜电池，也称为CI（G）S，对激光加工提出了特别大的挑战。使用的材料是最大的挑战。如果基板是玻璃，则在划线开始处处理钼膜。但是，钼具有高沸点，良好的导热性和高的热容量。如果对钼层施加热量，则会导致裂缝和剥落。这些缺陷在纳秒激光脉冲处理中是不可避免的，导致质量下降。光敏材料也易于引入高热。硒的沸点低于铜，铟和镓等其他材料，因此可以在低温下从混合物中分离出来。通过ldquo，长激光脉冲处理会导致边缘区域短路，因为没有硒的半导体会转换成合金。为了保护薄膜太阳能电池免受不利的环境影响，特别是潮湿，需要在电池模块周围除去约1cm宽的薄膜层，但需要通过层压保护。这可以保护太阳能电池免受腐蚀，并可以长时间防止短路。目前广泛使用喷砂。尽管喷砂设备的投资成本低，但由于磨损，除砂和加工过程中的相关测试，处理成本高。因此，激光不再适用。