[發明專利]光伏電池片的激光劃片裝置

有效

• 申請號: 201410568545.2
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104353933A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 黃強;黃家燁;馮巖;程濤;韓會麗;夏燕杰;孟藍翔;陳華;劉江峰;耿曉菊;彭琪;劉盟盟;余本海;劉彥明;盧克平
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: B23K26/364
• 分類號: B23K26/364;B23K26/402;B23K26/12;B23K26/142;B23K26/70;H01L21/78
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 張曉東

技術領域

本發明涉及光伏電池片的劃片技術領域，特別是一種光伏電池片的激光劃片裝置。

背景技術

現有的激光劃片技術僅僅在光伏電池的硅片的表面制造一個深槽，然后以這個深槽為導引，通過人工手動折斷的方式來進行切割后兩個部分的分離。一般而言，電池片在受到外力以后，會沿著缺陷最嚴重的激光劃出的深槽部分斷裂和分離。但實際操作中，由于人工操作的手指用力部位不同，不同手指的用力大小不同，片分離時光伏電池片內部的應力場分布不均勻是常態。從而，人工片分離時常常會有不規則碎片或不規則隱裂，無法保證切割后光伏電池片的高質量。現有技術方案中的碎片問題會造成成品率低，產品成本升高，隱裂等問題會造成光伏產品的質量和可靠性大幅度下降，隱裂造成光伏電池片的熱應力，電應力和化學應力集中點，容易形成熱斑，黑線等缺陷，并成為光伏應用隱患。

同時通過現有的激光劃片裝置切割后的電池片邊緣存在裸露的導電物質，容易產生尖端放電效應，造成電應力。

因此，目前小型切片電池難以和高質量產品聯系起來，激光切片是關鍵的技術瓶頸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：光伏電池片切割后存在碎裂問題或電池片內部隱裂，同時切割后的電池片邊緣存在裸露導電物質，容易產生尖端放電效應，造成電應力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種光伏電池片的激光劃片裝置，包括激光源、內管結構、外管結構、氧化氣體氣源、抽氣系統和劃片工作臺，外管結構套設在內管結構外部，激光源發出的光束穿過內管結構后照射在放置光伏電池片的劃片工作臺上，氧化氣體氣源的氧化氣體通過內管結構噴射至激光劃片的前鋒，抽氣系統通過外管結構進行抽氣。

進一步限定，氧化氣體為氧氣。

為更好地進行氣體導流，以及真空吸走附近的殘渣，進一步限定，外管結構的靠近劃片工作臺的一端為喇叭口。

為保護劃片工作臺，避免激光束損傷劃片工作臺，進一步限定，劃片工作臺為透明材料，在劃片工作臺下鋪設犧牲層。

進一步限定，透明材料為石英玻璃。

進一步限定，犧牲層為硅材料、木質或塑料。

進一步限定，內管結構上具有用于連接氧化氣體氣源的通氣管，在外管結構上具有用于連接抽氣系統的抽氣管，氧化氣體通過通氣管進入內管結構，抽氣系統連接抽氣管，并通過外管結構進行抽氣。

本發明的有益效果是：通過激光自動化切片，避免了人工干預，大大提高了生產效率，而且因為避免了人力片分離，可以徹底解決人工折斷方式帶來的碎片和隱裂問題；同時，通過在切割的同時進行氧化清洗的方式，對被切割硅片邊緣導電物質進行絕緣處理，避免了相鄰硅片尖端發電的電應力產生，可以在光伏電池片互聯前進行切片，也可以在電池片互聯后進行切片分割。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明；

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的劃片工作臺的結構示意圖；

圖3為通過本發明的劃片裝置切片為邊緣為波浪形的電池片的結構示意圖；

圖4為常規激光劃片工藝流程圖；

圖5為本發明的激光劃片工藝流程圖；

圖中，1.激光源，2.照相和圖形定位系統，3.通氣管，4.抽氣管，5.外管結構，6.內管結構，7.光伏電池片，8.劃片工作臺，9.犧牲層。

具體實施方式

如圖1所示，一種光伏電池片的激光劃片裝置，包括激光源1、內管結構6、外管結構5、氧化氣體氣源、抽氣系統和劃片工作臺8，外管結構5套設在內管結構6外部，外管結構5的靠近光伏電池片7的一端為喇叭口,激光源1發出的光束穿過內管結構6后照射在放置光伏電池片7的劃片工作臺8上，內管結構6上具有用于連接氧化氣體氣源的通氣管3，氧化氣體氣源的氧化氣體通過通氣管3進入內管結構6，并通過內管結構6噴射至激光劃片的前鋒，在外管結構5上具有用于連接抽氣系統的抽氣管4，抽氣系統連接抽氣管4，并通過外管結構5進行抽氣。

如圖2所示，與常規激光切片設備的金屬劃片工作臺不同，本發明的劃片工作臺8為耐高溫的透明材料，如石英玻璃，便于少量過剩的激光能夠透過石英玻璃的的劃片工作臺8，而不會損傷劃片工作臺8。

在劃片工作臺8下鋪滿黑色或淺黑色的犧牲層9，用于吸收殘留激光。犧牲層9為硅材料，如光伏電池片生產過程中產生的硅廢料，或者直接應用木質或塑料犧牲層。