激光器选型：太阳能硅电池的切割应用

2021-09-07 14:57

太阳能作为清洁、无污染、可再生能源，极大的推动了光伏行业发展。太阳能电池种类有很多，按材料可分为硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中太阳能硅电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。

传统硅片切割方式是机械切割，速度慢、断面平整性差、碎片多、不环保。硅是一种脆性材料，机械切割极易使边缘产生破裂，造成硅表面弹性应变区、位错网络区和碎晶区的组成层损伤，甚至可能造成隐形裂纹，影响电性参数等危害。激光切割技术具有无接触、无机械应力、切缝宽度小、断面平整光滑、精度高、速度快、性能稳定等优势；不会损伤硅片结构，电性参数要优于传统的机械切割方式，可应用于大面积电池片进行划线切割，做到精确控制切割精度及厚度，进一步减少切割碎屑，提高电池利用率。

飞博PreciCut系列激光器采用QCW工作模式，具有峰值功率高、脉冲能量大、光束质量优以及超高的功率稳定性等特点，广泛应用于精密焊接（3C行业、动力电池行、医疗行业）、精密切割（脆性材料和精细金属薄片切割、陶瓷划线）、精密打孔、增材制造等多个领域；输出模式根据客户的需求可以在连续与准连续之间任意切换，因此具备了更多的加工优势。

飞博激光PreciCut M2与CW模式激光器针对2mm太阳能光伏电池硅片分别进行切割测试，结果显示：

PreciCut M2切割断面平整、无毛刺、切割时硅片无破裂；

CW激光器：硅片出现破裂，有毛刺。

从波形图中可以看出：QCW是以脉冲的方式工作，每隔一定的时间出一次光；CW激光器是以连续的方式工作，输出激光不会出现中断，激光功率恒定不变；前者模式相比于后者加工时输入工件的热量更小，切割脆性材料时不易受热破裂；QCW模式通过改变占空比可以控制单个脉冲的脉宽，也就意味着可以控制激光与加工材料的作用时间，从而控制输入工件的热量，对于加工不同的材料工艺调试范围更加广泛，相比于CW激光器在精密加工方面更占优势。

飞博激光PreciCut系列在硅片、陶瓷、玻璃等脆性材料上的切割应用上有的独特明显的优势，提升效率的同时保证了应用效果得以满足。