[發明專利]一種太陽能電池片低損切割裝置及方法

在審

• 申請號: 202110017721.3
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112846538A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉良清;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;B23K26/70;B23K26/146
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會

本發明公開了一種太陽能電池片低損切割裝置及方法，激光切割模塊在待切割太陽能電池片兩端切割開槽，激光輻射加熱模塊沿激光切割模塊所劃的線加熱，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。本發明提供的太陽能電池片低損切割裝置及方法，采用焦距比較短的低損切割頭來實現對太陽能電池片的切割開槽，第一光纖激光器經低損切割頭后聚焦的光斑直徑為10μm～20μm，可降低激光對太陽能電池片表面的損傷，有助于電池片裂縫沿著裂紋擴展方向發展，提高裂縫的線性度，采用先激光加熱再冷卻的方式，利用熱應力使太陽能電池片自行裂開，損傷小，切割過程中基本不會產生粉塵，提高切割過程的安全性，有利于提升電池組件發電效率。

技術領域

本發明屬于太陽能電池片切割技術領域，具體涉及一種太陽能電池片低損切割裝置及方法。

背景技術

在太陽能電池制造行業，為了提高電池組件的發電功率，需要把太陽能電池切割成等面積的若干片來制作組件，但在太陽能電池片切割的過程中要盡量減少或者避免對太陽能電池片的損傷。

目前市場上主流的太陽能電池切割技術，是利用激光在太陽能電池背面加工出貫穿電池表面的切割道，然后再采用機械方法把電池沿著激光切割道掰開。這種加工方法會對電池片造成較大的損傷；且激光切割會損傷電池片表面的鈍化層及硅片本身，還會產生大量粉塵，機械應力掰裂的方式會導致切割過程中碎片的增加，增加了組件的制造成本，因此，亟需一種既能對太陽能電池進行劃片，又不會對電池片本身產生很大損傷的切割方法。

中國發明專利，公開號CN111590214A，公開了一種光伏電池片切割方法及用該方法制造的電池片，使用第一道激光在電池片切割位置的邊緣形成第一切割線，使用第二道激光，其光斑沿著第一切割線的裂縫前面位置進行局部加熱并沿第一切割線所在的方向并向遠離所述的邊緣的方向移動延伸，同時對被加熱位置進行冷卻，利用熱應力切割，該方法中局部加熱與冷卻同時進行，所需激光熱量高，溫度控制困難，這會導致裂縫不嚴格按照裂紋擴展方向發展，降低了裂縫的線性度，同時較高的激光功率還會灼傷電池裂縫的端面，工藝條件要求嚴格，成品良品率不能保證。

發明內容

為解決現有技術中的技術問題，本發明的目的在于提供一種太陽能電池片低損切割裝置及方法。

為實現上述目的，達到上述技術效果，本發明采用的技術方案為：

一種太陽能電池片低損切割裝置，包括激光切割模塊、激光輻射加熱模塊和冷卻模塊，所述激光切割模塊在待切割太陽能電池片兩端切割開槽，激光輻射加熱模塊沿著激光切割模塊所劃的線加熱至待切割太陽能電池片邊緣，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至待切割太陽能電池片邊緣。

進一步的，所述激光切割模塊包括第一光纖激光器、低損切割頭和振鏡控制模塊，所述低損切割頭包括擴束鏡和第一聚焦模塊，第一光纖激光器、擴束鏡和第一聚焦模塊順序可拆卸式連接在一起，第一光纖激光器與振鏡控制模塊連接，第一光纖激光器發出的激光依次通過擴束鏡和第一聚焦模塊后聚焦在待切割太陽能電池片表面，通過振鏡控制模塊控制第一光纖激光器發出的激光畫出所需激光切割圖形。

進一步的，所述第一光纖激光器經低損切割頭后聚焦的光斑大小為10μm～20μm。

進一步的，所述激光輻射加熱模塊包括第二光纖激光器、準直模塊和第二聚焦模塊，所述第二光纖激光器、準直模塊和第二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通過準直模塊和第二聚焦模塊。

進一步的，所述準直模塊包括準直透鏡，第二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，第二光纖激光器發出的激光經準直透鏡準直后以平行光出射，平行光入射后聚焦在聚焦透鏡的后焦距處。

進一步的，所述冷卻模塊設置于激光輻射加熱模塊上、朝向待切割太陽能電池片的一側。