[發明專利]提高金屬網格邊緣質量及其性能的激光掃描去除方法

有效

• 申請號: 201810547781.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108723618B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 李保家;李皇;黃立靜;任乃飛;王軼倫;王永瑛;王天宇
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/60
• 分類號: B23K26/60;B23K26/36;B23K26/70
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種提高金屬網格邊緣質量及其性能的激光掃描去除方法，首先繪制框式系列方塊陣列或外框內線式復合方塊陣列，框式系列方塊陣列中的方塊為由多個大小不同的正方形或矩形嵌套而成；外框內線式復合方塊陣列為多個平行直線型線條以及包圍在該多個直線型線條一周的正方形或矩形組成；對于框式系列方塊陣列，先對去除區域邊緣輪廓外框去除到預定深度再依次縮小外框對內部逐步去除；對于外框內線式復合方塊陣列，先利用線式循環掃描去除的方法形成初步的網格形狀，再通過外框掃描去除網格邊緣的不平整部分。本發明能緩解去除區域邊緣的熱影響，提高金屬網格的尺寸精度和分辨率，提高去除區域邊緣質量，提高金屬網格型透明電極的透光率。

技術領域

本發明涉及激光加工技術和光電功能材料領域，特指提高金屬網格邊緣質量及其性能的激光掃描去除方法。

背景技術

隨著煤、石油等一次能源的逐漸枯竭及其燃燒對環境惡化的影響，人類迫切需求一種對環境友好的可再生能源。太陽能作為一種清潔、安全、可再生的能源便得到了人們廣泛的關注。透明電極作為太陽能電池中必不可少的組成部分，其性能直接影響著太陽能電池的性能。因此，研究和開發高性能的透明電極對提高太陽能電池的性能具有十分重要的意義。目前常見的透明電極材料主要有石墨烯、碳納米管(CNT)、透明導電氧化物(TCO)、導電聚合物、金屬納米線和金屬網格等。與其它透明電極材料相比，金屬網格因其阻值低、透光率高、可撓性好等優點得到了人們的廣泛關注。

發明專利申請CN201711275941.6公布了一種利用激光定域去除技術制備金屬網格型透明電極的方法，該方法首先通過磁控濺射鍍膜儀在襯底表面濺射一定厚度的金屬層，再利用聚焦后的激光束按照EZCAD軟件預先繪制好的方塊陣列對金屬層進行掃描去除，最終得到寬度可控的金屬網格。該方法操作簡單、可控性好，但該方法中激光束是以單線的形式進行逐線循環掃描(即線式循環掃描)來實現金屬層的定域去除，這種掃描方法下獲得的金屬網格線的邊緣通常不平整，且會產生部分金屬殘留，而金屬殘留會使得金屬網格型透明電極的透光率下降，最終影響其綜合光電性能。

發明內容

本發明目的是針對上述在先技術中金屬網格線邊緣不平整和部分金屬殘留導致透光率下降的不足，提供一種可提高金屬網格邊緣質量的激光掃描去除方法，基于金屬網格邊緣質量的改善，在盡可能保證金屬網格型透明電極導電性的同時，最大程度地提高其透光率，最終獲得性能更加優異的金屬網格型透明電極。

本發明所采用的技術方案如下：

提高金屬網格邊緣質量及其性能的激光掃描去除方法，包括以下步驟：

首先對襯底進行清洗，接著利用磁控濺射鍍膜儀在襯底表面濺射一層一定厚度的金屬；再將得到的金屬/襯底置于激光器的樣品臺上，調整樣品臺位置和相關激光參數，利用EZCAD軟件繪制方塊陣列，方塊陣列中方塊之間的區域構成網格的形狀；使聚焦后的激光束按照繪制的方塊陣列對金屬/襯底進行掃描去除，得到金屬網格型透明電極；其特征在于，

所述方塊陣列為框式系列方塊陣列或外框內線式復合方塊陣列，框式系列方塊陣列中的方塊為由多個大小不同的正方形或矩形嵌套而成；外框內線式復合方塊陣列為多個平行的直線型線條以及包圍在該多個直線型線條一周的正方形或矩形組成；

所述激光束掃描的方法為：

對于框式系列方塊陣列，先對去除區域邊緣輪廓外框去除到預定深度再依次縮小外框對內部逐步去除；

對于外框內線式復合方塊陣列，先利用線式循環掃描去除的方法形成初步的網格形狀，再通過外框掃描去除網格邊緣的不平整部分。