在光伏能源的開發(fā)和利用過程中，激光技術(shù)作為一種高精度、高效能的工具，正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文中谷聯(lián)創(chuàng)將探討激光技術(shù)在光伏能源領(lǐng)域的應(yīng)用，并展望其未來的發(fā)展前景。
激光切割
激光可以用于晶體硅切割，通過精確控制激光切割參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高效、低損耗的硅片切割，提高光伏組件的效率和產(chǎn)量。其次，激光還可以用于光伏電池的制作過程中，通過激光刻蝕技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池表面的微納結(jié)構(gòu)加工，提高光的吸收效率，增加光伏電池的輸出功率。
激光切割是一項(xiàng)精確度極高的工藝，激光切割技術(shù)被用于將硅太陽(yáng)能電池片切割成所需的尺寸。
它的主要原理就是聚焦后的激光光束照射到被切割的材料表面上。光子能量被材料吸收，導(dǎo)致材料的局部加熱。當(dāng)激光光束的能量足夠高時(shí)，它可以將材料表面加熱到足以引發(fā)熔化或蒸發(fā)的溫度。對(duì)于金屬材料，通常是熔化，而對(duì)于非金屬材料，如塑料或木材，通常是蒸發(fā)。
激光摻雜
激光摻雜設(shè)備激光摻雜是一種材料處理技術(shù)，通常應(yīng)用于半導(dǎo)體材料，特別是硅材料，以改變其電學(xué)性質(zhì)。該技術(shù)的原理是使用高功率激光器照射在半導(dǎo)體表面，將外部摻雜材料（通常是硼或磷）引入半導(dǎo)體晶格中。
它的優(yōu)勢(shì)在于：
1、高精度：激光摻雜可以實(shí)現(xiàn)非常高的摻雜精度和空間分辨率，使得摻雜過程能夠精確控制。
2、無接觸性：非接觸性的加工方法不會(huì)引入機(jī)械損傷或雜質(zhì)污染，特別適合制造高性能半導(dǎo)體器件。
3、快速加工：激光摻雜是一個(gè)高速過程，可以在短時(shí)間內(nèi)處理大量材料。
4、適用性廣泛：這項(xiàng)技術(shù)適用于不同類型的半導(dǎo)體材料，包括硅、鎵砷化鎵、砷化銦等。
激光轉(zhuǎn)印
激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)(Pattern Transfer Printing，簡(jiǎn)稱：PTP)是一種新型的非接觸式的印刷技術(shù)，該技術(shù)原理是在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料，采用高功率激光束高速圖形化掃描，將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表面，形成柵線。
其主要步驟包括：
1、底層準(zhǔn)備：在太陽(yáng)能電池的制造過程中，底層通常是透明導(dǎo)電層，用于收集太陽(yáng)能并傳輸電流。
2、激光照射：使用激光光束照射在底層上，以精確控制的方式移動(dòng)激光焦點(diǎn)。激光的高能量密度可以選擇性地?zé)Y(jié)或劃傷底層，以形成電池的特定模式。
3、層疊：不同的電池層，如活性層和電極，可以通過激光轉(zhuǎn)印逐層疊加到底層上。
4、成型和封裝：最后，電池組件通過成型和封裝步驟進(jìn)行加工，形成最終的太陽(yáng)能電池。
它的優(yōu)勢(shì)在于：
1、高精度：激光轉(zhuǎn)印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)極高的精度和分辨率，有助于生產(chǎn)高效率的太陽(yáng)能電池，印刷高度一致性、均勻性優(yōu)良，誤差在2um，低溫銀漿也同樣適用（HJT）。
2、非接觸性：這是一種非接觸性加工方法，不會(huì)損壞或污染電池組件，有助于提高電池的質(zhì)量,并且在未來的薄片化的進(jìn)程中肯定鋒芒畢露。
3、快速生產(chǎn)：激光轉(zhuǎn)印是一種高速加工方法，可以提高太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)效率。
4、多材料適應(yīng)性：這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于多種不同類型的電池材料，包括有機(jī)材料、硅材料等。
5、成本控制：比較絲網(wǎng)印刷，激光轉(zhuǎn)印的柵線更細(xì)，可以做到18um以下漿料節(jié)省30%，TOPCON的雙面銀漿、HJT低溫銀漿都會(huì)由于激光轉(zhuǎn)印技術(shù)減少大量的銀漿消耗成為降本增效的重要技術(shù)之一。
激光打孔
激光打孔的原理是利用激光束的高能量密度來將材料的局部區(qū)域加熱至足夠高的溫度，以使材料蒸發(fā)、熔化或者氣化，從而形成孔洞。
激光打孔的關(guān)鍵是控制激光的能量密度、照射時(shí)間和焦點(diǎn)位置，以確保材料被精確地加工成所需的孔洞。這種精確性和高能量密度使激光打孔成為許多工業(yè)應(yīng)用中的理想選擇，包括光伏行業(yè)中的太陽(yáng)能電池制造。不同類型的激光（例如，CO2激光、Nd:YAG激光、飛秒激光等）可以用于不同類型的材料和應(yīng)用，因此需要根據(jù)具體的需求選擇適當(dāng)?shù)募す庀到y(tǒng)。激光打孔在光伏行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，特別是在太陽(yáng)能電池制造過程中。
以下是一些激光打孔在光伏行業(yè)中的主要應(yīng)用：
1、電池片加工：激光打孔常用于太陽(yáng)能電池片的加工。這些小孔可以用來提高電池片的光吸收效率，減少反射損失，從而增加光電轉(zhuǎn)換效率（陷光效應(yīng)）。激光打孔可以在硅片、多晶硅片和其他太陽(yáng)能電池材料上進(jìn)行精確而高效的加工。
2、電池及組件連接：在太陽(yáng)能電池組裝過程中，電池之間需要連接電線。激光打孔可以用來制作電池之間的電線連接孔，以確保電池之間的電流傳輸順暢，減少能量損失。在太陽(yáng)能電池組件的制造過程中，激光打孔也用于制造支架、框架和其他組件的孔洞和連接點(diǎn)。
3、光伏玻璃背板：因?yàn)槌Ｒ?guī)的光伏電池組件僅蓋板使用光伏玻璃，而雙玻組件的蓋板和背板都使用光伏玻璃，而背板光伏玻璃必須在特定位置打孔才能把光伏電池組件的電流導(dǎo)線引出到接線盒。因此光伏玻璃背板打孔成為深加工生產(chǎn)中必不可少的一道工序。
總的來說，激光打孔在光伏行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可以提高太陽(yáng)能電池的效率、降低制造成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。這些應(yīng)用有助于推動(dòng)太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)可再生能源的利用。需要注意的是，具體的應(yīng)用可能因制造工藝和材料而異，因此實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)募す饧夹g(shù)和參數(shù)。
以上也只是激光工藝在光伏行業(yè)應(yīng)用的一部分，當(dāng)然還包括激光開槽（XBC）、激光消融（PERC）等等。
激光技術(shù)在光伏能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的潛力。通過激光技術(shù)的應(yīng)用，可以提高光伏組件的制造質(zhì)量、效率和可靠性，進(jìn)一步推動(dòng)光伏能源的發(fā)展和普及，為可持續(xù)能源的實(shí)現(xiàn)做出重要貢獻(xiàn)。我們期待激光技術(shù)與光伏能源領(lǐng)域的深度融合，為人類創(chuàng)造更加清潔、可持續(xù)的能源未來。
內(nèi)容來源：楚天中谷聯(lián)創(chuàng)
|
中文版
ENGLISH
