[發(fā)明專利]一種紫外激光薄膜太陽能電池清邊方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010535474.8
• 申請(qǐng)日: 2010-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN102097529A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張立國(guó)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/20;B23K26/00;B23K26/06
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技術(shù)領(lǐng)域??本發(fā)明屬于激光加工領(lǐng)域，特別是激光薄膜太陽能電池清邊領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

目前薄膜太陽能發(fā)展方興未艾，在薄膜太陽能玻璃基板電池最后一道工藝是對(duì)玻璃基板進(jìn)行氣密性封裝，為了放止電池短路和更好的氣密性封裝，電池周邊10mm到15mm區(qū)域的薄膜(正負(fù)電極薄膜和有源層薄膜)是需要被清理掉的，業(yè)內(nèi)稱之為清邊或者掃邊，最早采用噴砂的辦法，成本低，但是環(huán)境污染嚴(yán)重，因此逐漸被淘汰。?

用激光透過玻璃直接汽化電池玻璃周邊區(qū)域，是目前比較流行的辦法，為了滿足一分鐘一片玻璃的生產(chǎn)節(jié)奏，業(yè)內(nèi)通常采用200W到500W的高功率紅外激光器進(jìn)行激光清邊。這種激光器由于是側(cè)泵多模激光器，能耗很高，且壽命不長(zhǎng)，使用成本很高，短時(shí)間很難普及使用，同時(shí)，對(duì)于不同的透明導(dǎo)電膜，其清邊速度有數(shù)量級(jí)的差距，因此，其使用范圍也有限。?

潛熱，相變潛熱的簡(jiǎn)稱，指單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下，從一個(gè)相變化到另一個(gè)相吸收或放出的熱量。這是物體在固、液、氣三相之間以及不同的固相之間相互轉(zhuǎn)變時(shí)具有的特點(diǎn)之一。固、液之間的潛熱稱為熔解熱(或凝固熱)，液、氣之間的稱為汽化熱(或凝結(jié)熱)，而固、氣之間的稱為升華熱(或凝華熱)。?

我們可以認(rèn)為，激光清邊過程中，太陽能薄膜是再激光作用下直接汽化的，這些薄膜總厚度不超過5微米，多數(shù)電池的太陽能薄膜總厚度甚至不超過2微米，所需要的能量可以根據(jù)相關(guān)材料的汽化熱計(jì)算出，但是可以肯定，采用200W到500W的高功率紅外激光器進(jìn)行激光清邊，絕大部分能量沒有被吸收，直接浪費(fèi)掉了。這是因?yàn)楸∧ぬ柲茈姵貙?dǎo)電膜對(duì)可見光透明，對(duì)紅外光也有一定的透過率，很明顯，采用紅外激光用于激光清邊不是一個(gè)合理的激光清邊方案。?

但是對(duì)于薄膜太陽能自動(dòng)化生產(chǎn)線而言，激光清邊有其必然需求，因此，需要找到更合理的激光清邊方案。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，把紫外脈沖激光冷加工方式引入激光薄膜太陽能電池清邊，是一種全新的激光清邊方式，具備激光清邊效率高、適合不同種類透明導(dǎo)電膜清除、清邊質(zhì)量好、不傷玻璃等優(yōu)點(diǎn)。?

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：采用透明導(dǎo)電膜吸收率很高的紫外脈沖激光作為激光光源，聲光調(diào)Q紫外激光器輸出的紫外激光經(jīng)過一定的外光路元件耦合進(jìn)振鏡，再經(jīng)振鏡耦合進(jìn)平場(chǎng)掃描鏡頭，使得激光聚焦焦點(diǎn)位于太陽能薄膜附近，振鏡反復(fù)掃描即可完成激光清邊動(dòng)作。由于透明導(dǎo)電膜對(duì)紫外激光吸收率很高，因此能量利用率很高，熱影響也很小，邊緣質(zhì)量好，清邊速度很快。對(duì)于圓形激光光斑，需要一定的光斑重疊度才可以把太陽能薄膜清除干凈，這樣效率下降不少，為了進(jìn)一步提高激光清邊效率，可以采用方形光斑，這樣激光清邊速度有會(huì)提高一倍左右。為了進(jìn)一步提高激光能量的利用效率，可以采用平頂整形技術(shù)獲得平頂紫外激光束，這樣，能量利用率又會(huì)提高至少一倍以上，清邊質(zhì)量更好，且不傷玻璃。?

選擇紫外激光光源的直接原因是透明導(dǎo)電膜對(duì)紫外激光吸收系數(shù)很高，因此，原則上只要是透明導(dǎo)電膜吸收系數(shù)較高的脈沖紫外激光都可以非常好的用于透明導(dǎo)電膜激光清邊，波長(zhǎng)范圍從300nm到400nm，脈沖重復(fù)頻率從10赫茲到200千赫茲的紫外激光光源，都可以用于薄膜太陽能激光清邊。?

本發(fā)明，一種紫外激光薄膜太陽能電池清邊方法，由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：?

1.本發(fā)明提出將紫外激光用于薄膜太陽能激光清邊，相對(duì)于目前紅外激光清邊而言，本發(fā)明具備清邊速度快，清邊質(zhì)量好，激光能量利用率極大提高。?

2.本發(fā)明采用的紫外激光，如果設(shè)計(jì)成方形光斑，其激光清邊激光光斑重疊率可以明顯降低，因此激光清邊速度和激光能量利用率會(huì)進(jìn)一步提高。?

3.本發(fā)明采用的紫外激光，如果設(shè)計(jì)成平頂激光，與高斯分布的紫外激光相比，其激光清邊速度和激光能量利用率會(huì)進(jìn)一步提高，且不容易傷玻璃。?

4、本發(fā)明在實(shí)施時(shí)，如果采用方形平頂光束的紫外激光，其綜合激光清邊效果會(huì)更為突出，清邊效率高，清邊質(zhì)量好，使用成本相對(duì)紅外激光清邊而言有所降低。?

附圖說明

通過以下對(duì)本發(fā)明，一種紫外激光薄膜太陽能電池清邊方法的兩個(gè)實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為：?

圖1實(shí)施例一是振鏡平場(chǎng)掃描紫外激光清邊；?

圖2實(shí)施例一是長(zhǎng)方形靜態(tài)聚焦光斑紫外激光清邊?

圖3實(shí)施例二是長(zhǎng)方形靜態(tài)聚焦光斑紫外激光清邊俯視圖；?

具體實(shí)施方式