激光技术提升薄膜太阳能电池制造效率

激光器是生产薄膜太阳能电池模块的重要工具，特别是高性能超短脉冲激光器，其能提供持续时间仅几个皮秒的超短脉冲，这不但能帮助制造商提高产量，而且还能优化加工工艺。

云鼎激光打孔最小孔0.01MM，一秒100个孔。

激光打孔机：云鼎激光中国第一激光微孔设备供应商

精密激光打孔机：云鼎激光自动化精密打孔制作专家：公司专业为客户产品要求制作复杂性高精密非标打孔机，为客户减低各项成本努力，顾客的每一次的肯定是云鼎为激光事业前进的步伐。

广泛应用于：

微孔振荡器，微孔网，激光细孔网，精密细孔，金属微孔管，微孔膜过滤器，内燃机燃油喷嘴，飞机透平叶片，SMT吸嘴，CPU端子模，小孔吸嘴，燃烧器，过滤孔，手表夹板，雾化喷嘴，发动机喷油嘴，喷油嘴，喷气嘴，微孔板，穿孔板，吸音板，微孔过滤器，微孔过滤网，微孔筛，不锈钢过滤网，滤清器，激光打孔网，喷枪喷嘴，细孔穿孔，吸嘴，雾化器，精密模具

机型简介:

根据小孔的尺寸范围划分为六檔：

小孔:1.00～3.00(mm);

次小孔:0.40～1.00(mm);

超小孔:0.1～0.40(mm);

微孔:0.01～0.10(mm);

次微孔:0.001～0.01(mm);

超微孔:<0.001(mm)。

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激光打孔机由五大部分组成：半导体激光器、电气系统、光学系统，投影系统和三坐标移动工作台。五个组成部分相互配合从而完成打孔任务。
    半导体激光器主要负责产生激光光源，电气系统主要负责对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续式等)，而光学系统的功能则是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此，它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。投影系统用来显示工件背面情况。
    工作台则由人工控制或采用数控装置控制，在三坐标方向移动，方便又准确地调整工件位置。工作台上加工区的台面一般用玻璃制成，因为不透光的金属台面会给检测带来不便，而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、吹气装置，以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。

公司简介：

云鼎激光拥有领先的科技研发能力，在激光应用设备领域处于行业领军地位；

   掌握激光设备核心技术，(激光飞型腔）的世界领先技术，攻克多项激光应用设备领域国际性科研难题！

   云鼎激光在：激光切管机，高精密激光打孔机，激光切割机，激光雕刻机，激光打标机，及激光配套设备领域，担负着制定行业技术标准的使命与重担！

   开发出多款国际领先的的激光应用设备，设备品种丰富，规格齐全，可以对各种材料进行加工处理！

   承担国际激光应用技术领域难题：（飞型腔技术)的攻关，并在2009年成功研发出：(云鼎C400机型)成9功攻克该项目国际技术难题。

   首台（云鼎C400号）成功为知名企业：大族激光股份有限公司子公司大族精机服务。

   为大族精机的高频高速电主轴升级提供国际垄断零件加工技术服务,成功破解（飞型腔应用难题），解决了多年困扰大族精机技术升级的国际性难题，成为国内首家，国际第三家解决此项科研难题的单位。

   并将高频电主轴运行精度提高到：（7μ-10μ），成为云鼎激光又一项行业标准！

目前在全国各地设立办事处，建立起覆盖全国的技术支持及销售服务网络!

目前，在针对解决未来能源问题的讨论中，光伏能源作为一种可再生能源扮演着重要角色。技术进步是实现电能平价消费的一个至关重要的前提条件，比如通过技术进步将光伏发电的成本降低到接近传统能源的成本。

目前，晶硅太阳能电池是光伏市场中的主导产品，其转换效率最高达20%。在晶硅太阳能电池的制造过程中，激光器主要用于晶圆切割和边缘绝缘。

在激光边缘绝缘过程中，激光辅助掺杂(doping)工艺用于防止电池正面与背面之间的短路而引起的功率损失。越来越多的激光器被用于激光辅助掺杂工艺中，以改善载流子的迁移率，特别是对于电极的接触指而言尤为如此。在过去的几年中，薄膜太阳能电池取得了巨大的发展，业界专家们更是希望其未来能在光伏市场中占据大约20%的市场份额。

薄膜太阳能电池中所采用的膜层只有几微米厚，因此其在生产中便能节约大量材料。在薄膜太阳能电池的制造过程中，激光发挥着决定性的作用。在整个制造过程中，激光将电池结构化并连接成模块，并对模块进行相应的刻蚀处理，进而保证所需要的绝缘性能。

成熟的激光刻线工艺

在非晶硅或碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池模块的生产过程中，导电薄膜和光伏薄膜被沉积在大面积玻璃基板上。每层薄膜被沉积后，均利用激光对膜层进行刻蚀，并使各个电池之间自动串联起来。这样，就能够根据电池宽度设定电池和模块的电流。精确的选择性非接触式激光加工，能够可靠地集成到薄膜太阳能电池模块的生产线中。人们通常所说的刻线就是单个激光脉冲刻蚀的一个连贯过程，该脉冲聚焦后光斑大小为30~80μm，因此在P1层刻线中，要采用脉宽为几十纳秒（10~80ns）的脉冲光对玻璃基底进行刻蚀。

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透明导电氧化物（TCO，如ZnO和SnO2）通常使用近红外激光和相对较高的脉冲重复频率进行加工。通常需要的脉冲重复频率要超过100kHz。较高的脉冲重复频率能够确保切口处的彻底清洁。

根据材料对激光的吸收系数的不同，需要为特定的加工工艺选择合适的激光波长。绿激光对于硅的破坏阈值远低于其对TCO的破坏阈值，因此绿激光可以安全透过TCO膜层后，对吸收层进行刻线。P2层和P3层的刻线机理与P1层相同。

单脉冲刻线机理本身的特征对脉冲重复频率提出了一定的限制。为了防止接触面半导体层的脱落，加工过程中需要的典型脉冲重复频率为35~45kHz。常用的刻蚀阈值约为2J/cm2，也就是能将25μJ的激光能量聚焦到直径为40μm的面积上，其平均功率非常低。由于绿光激光器的平均功率均为数瓦量级，因此能够将光束分光后进行多光束并行加工，从而进一步提高工作效率。

对于P1、P2和P3层的刻线应用而言，用于微加工应用的、输出波长为1064nm和532nm的结构小巧紧凑的二极管泵浦激光器，无疑是无疑是一种理想的选择，并且这种激光器能够提供极高的脉冲稳定性。这类激光器的脉冲持续时间为8~ 40ns，脉冲重复频率为1~100kHz。

清除保护

为了防止太阳能电池模块被腐蚀或短路，必须要在其边缘留出大约1cm宽边缘，用于接下来整个电池模块的封装。目前多使用喷砂的方法来清除这个边缘。尽管喷砂方法的投资成本较低，但是这个过程却会带来磨损、砂的清除以及防尘污染方面的成本。薄膜太阳能电池模块的生产需要洁净的、经济实惠的解决方案，激光加工方案无疑是最佳选择。通过提高激光的平均功率，能够获得卓越的加工质量。激光加工可以实现大约50cm2/s的去除速度，甚至在30s之内就能加工完成一块标准尺寸的太阳能电池模块。

事实上，用同一个脉冲就可以清除所有的边缘薄膜层，并且清除速率的提高与激光的平均功率密切相关。具有高平均功率和高脉冲能量的激光，可以一次性清除特定的区域。最适用这种加工应用的是采用光纤传输的激光器系统，其输出方形或矩形光斑。激光经过光纤传输后能量分布更加均匀，从而实现清除效果的高度一致性。利用光斑的平行组合，加工效率能比采用传统光纤提高50%以上，同时还在保证加工安全的前提下降低了脉冲重复频率。另外，还可以与扫描振镜结合适用，以减少加工过程中的非生产周期。当然，激光器也应提供相应的分时输出选择，来减少非生产时间。此外，可以采用几个不同的工作站共享同一台激光器的加工方案，这样就可以做到产品的上下料时间并不影响激光器的生产效率。

未来的激光工艺

CI(G)S太阳能电池模块制造中特殊材料的使用，对激光加工技术提出了巨大的挑战。如果适用的基底材料为玻璃，那么钼材料就被沉积到玻璃上。但是由于钼具有熔点高、热传导性好以及高热容等特性，导致加热时会出现裂纹和脱落现象。由于这些缺点在用纳秒激光进行加工时是无法避免的，因此激光器的使用与所获得的加工质量密不可分。同样，吸收层材料对热也具有相当的敏感性，硒(Se)相对于铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)等金属材料的熔点要低，它会在低温时就能从粘合的地方分离。这种一来，没有了硒层的半导体就变成了合金层，导致通过长脉冲激光产生的热量使边缘短路。

皮秒激光器将为上述问题提供理想的解决方案。用超短脉冲激光去除薄膜材料，不会产生严重的边缘热影响区。波长为1030nm、515nm和343nm的高性能皮秒激光器，可应用于CI(G)S薄膜太阳能电池模块的结构化。超短脉冲激光器将会取代机械刻划工艺，进一步提高加工质量和加工效率。

激光应用前景

未来激光技术有望在光伏制造过程中获得更多应用空间，如晶硅太阳能电池钝化层的选择性烧蚀，具有高光束质量的超短脉冲和高脉冲能量的激光特别适合这类应用。目前，市场上只有碟片式激光技术能够满足这个标准。碟片激光器的输出功率可调，能实现更高的生产量，而且其输出的超短脉冲所拥有的卓越的光束质量，能显著提高太阳能电池的转换效率。

激光技术已经在太阳能电池生产中赢得了一席天地，并且其选择性、非接触式的加工工艺也已经超越了其他工艺。随着太阳能电池生产所面临的成本压力日趋增大，将会促使高功率、高性能激光器在大规模生产中被广泛采用。而且，具有超短脉冲的新激光技术也将带来新的生产工艺。未来，激光技术的进步与广泛采用，必将大幅太阳能电池生产的每瓦成本。