[發明專利]一種太陽能電池片的激光低損切割裝置及方法

在審

• 申請號: 202110017710.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112846537A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉進;周志凱;徐海鋒
• 申請（專利權）人: 卡門哈斯激光科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/064;B23K26/082;B23K26/70;B23K26/146
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會

1.一種太陽能電池片的激光低損切割裝置，其特征在于，包括激光切割模塊、激光輻射加熱模塊和輔助冷卻模塊，所述激光切割模塊包括第一光纖激光器和振鏡控制模塊，第一光纖激光器發出的激光聚焦于待切割太陽能電池片內部，振鏡控制模塊與第一光纖激光器連接，通過振鏡控制模塊控制第一光纖激光器的啟閉并控制第一光纖激光器在待切割太陽能電池片上畫出所需激光切割圖形，在待切割太陽能電池片內部形成材料改制層，激光輻射加熱模塊沿著第一光纖激光器所劃的線加熱，輔助冷卻模塊沿著激光輻射加熱模塊的激光加熱直線進行冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種太陽能電池片的激光低損切割裝置，其特征在于，所述激光切割模塊還包括擴束鏡和物鏡，所述第一光纖激光器、擴束鏡和物鏡順序可拆卸式連接在一起，第一光纖激光器發出的激光依次經過擴束鏡和物鏡后聚焦于待切割太陽能電池片內部。

3.根據權利要求1所述的一種太陽能電池片的激光低損切割裝置，其特征在于，所述激光輻射加熱模塊包括第二光纖激光器、準直模塊和聚焦模塊，所述第二光纖激光器、準直模塊和聚焦模塊順序可拆卸式連接在一起，第二光纖激光器發出的激光依次經過準直模塊和聚焦模塊后沿第一光纖激光器所劃的線加熱。

4.根據權利要求3所述的一種太陽能電池片的激光低損切割裝置，其特征在于，所述準直模塊包括準直透鏡，聚焦模塊包括聚焦透鏡，第二光纖激光器出光口位于準直透鏡的一倍焦距處，激光經準直后以平行光出射，平行光入射后會聚焦在聚焦透鏡的后焦距處。

5.根據權利要求3所述的一種太陽能電池片的激光低損切割裝置，其特征在于，所述第二光纖激光器發出的激光依次經過準直模塊和聚焦模塊后激光光斑直徑大小為2mm～3mm，激光加熱速度為400mm/s～900mm/s，激光加熱功率為200W～400W。

6.一種太陽能電池片的激光低損切割方法，其特征在于，采用權利要求1-5任一所述的一種太陽能電池片的激光低損切割裝置進行激光低損切割，包括以下步驟：

S1、將待切割太陽能電池片放置于運動平臺上；

S2、通過振鏡控制模塊控制第一光纖激光器的啟閉并控制第一光纖激光器在待切割太陽能電池片上按所需激光切割圖形進行激光切割劃線，第一光纖激光器發出的激光聚焦于待切割太陽能電池片內部并激光切割劃線，改變激光在待切割太陽能電池片內部聚焦的水平位置并重復激光切割劃線，在待切割太陽能電池片內部形成材料改制層；

S3、激光輻射加熱模塊沿步驟S1中激光切割模塊所劃的線加熱；

S4、輔助冷卻模塊沿步驟S3中激光輻射加熱模塊的加熱直線冷卻。

7.根據權利要求6所述的一種太陽能電池片的激光低損切割方法，其特征在于，步驟S2中，通過振鏡控制模塊控制第一光纖激光器開、關激光，第一光纖激光器發出的激光依次經過擴束鏡和物鏡后貫穿待切割太陽能電池片內部并激光切割劃線一次，運動平臺沿直線往復平移，帶動其上的待切割太陽能電池片直線往復平移，改變激光在待切割太陽能電池片內聚焦的水平位置并進行重復激光切割劃線，在待切割太陽能電池片內部形成材料改制層。

8.根據權利要求6所述的一種太陽能電池片的激光低損切割方法，其特征在于，步驟S3中，所述第二光纖激光器發出的激光依次經過準直模塊和聚焦模塊后沿步驟S1中激光切割模塊所劃的線直線加熱至待切割太陽能電池片邊緣。

9.根據權利要求6所述的一種太陽能電池片的激光低損切割方法，其特征在于，步驟S3中，所述第二光纖激光器發出的激光依次經過準直模塊和聚焦模塊后激光光斑直徑大小為2mm～3mm，激光加熱速度為400mm/s～900mm/s，激光加熱功率為200W～400W。

10.根據權利要求6所述的一種太陽能電池片的激光低損切割方法，其特征在于，步驟S4中，所述輔助冷卻模塊利用霧化的去離子水沿激光輻射加熱模塊的激光加熱直線進行冷卻。