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激光技术在太阳能电池制造中前景分析

导读: 解决未来能源问题的讨论中,光伏能源(太阳能电池)作为一种可再生能源扮演着重要角色。

  解决未来能源问题的讨论中,光伏能源(太阳能电池)作为一种可再生能源扮演着重要角色。激光器激光加工技术在太阳能电池制造中具有重要的作用,特别是高性能超短脉冲的皮秒激光器及系统,不但能帮助制造商提高效率,而且还能优化加工工艺。

  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%。晶硅太阳能电池制造过程中,激光器主要用于晶圆切割和边缘绝缘。其中激光边缘绝缘过程中,激光辅助掺杂工艺(doping)用于防止电池正面与背面之间短路而引起功率损失。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。

  在过去几年中,薄膜太阳能电池取得了巨大的发展,业界专家们更是希望,未来其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厚度只有几微米,因此其在生产中能节约大量材料。薄膜太阳能电池制造过程中,激光发挥着决定性的作用。整个制造过程中,激光将电池进行结构化并连接成模块,并对模块进行相应的刻蚀处理,进而保证其所需要的绝缘性能。

  激光刻线工艺

  非晶硅或碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池模块生产过程中,导电薄膜和光伏薄膜被沉积在玻璃基板上。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,从而能够根据电池宽度设定电池和模块的电流。精确选择非接触式激光加工,能够可靠地集成到薄膜太阳能电池模块的生产线中。通常所说的刻线就是单个激光脉冲刻蚀的连贯过程,该脉冲聚焦后光斑大小30~80μm,因此在P1层刻线中要采用脉宽几十纳秒(10~80ns)的脉冲激光对玻璃基底进行刻蚀。透明导电氧化物(TCO,ZnO,SnO2)通常使用近红外激光和脉冲重复频率较高的激光进行加工,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彻底清洁。

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