圖2.1 CIGS結構見圖

在每層薄膜被沉積後，均需利用激光對膜層進行刻蝕，使各個(ge) 電池之間串聯起來，即我們(men) 常說的P1/P2/P3製程，這樣，就能夠根據電池寬度設定電池和模塊的電流。同時，利用激光或其他方式對指定位置進行進行割邊絕緣操作，要求切割的邊緣光滑且具有一定的寬度，保證電池間的絕緣性。製程示意圖如圖2.2所示。

圖2.2 P1、P2、P3切割效果及電流走向示意

各製程簡要說明如下：

P1：在基板上製備好背電極Mo（一般采用磁控濺射的方法）之後，對其進行劃線，即將基板上麵的Mo電極進行分割，要求刻蝕掉Mo層，但不損壞襯底PI，使其後續作為(wei) 子電池，便於(yu) 串聯。

P2：製備好吸收層CIGS及緩衝(chong) 層CdS後，對該部分薄膜進行劃線，要求將非晶矽膜層（即CIGS吸收層）完全刻蝕掉，但不損壞背電極Mo和襯底，便於(yu) 實現後續的串聯。

P3：製備前電極、窗口層，並對該層薄膜進行劃線，要求將前電極層和吸收層全部去除，但不損壞背電極Mo和襯底，以實現電池的分離。

采用PI柔性襯底，可利用卷繞技術（Roll-to-Roll生產(chan) 工藝），將材料折疊成卷，可大規模製造質量輕、可彎曲的電池，相對於(yu) 傳(chuan) 統的剛性襯底（玻璃等）薄膜電池，可大大提高生產(chan) 效率，流水線生產(chan) 過程如圖2.3所示所示：

圖2.3 卷繞技術流水線簡介

三、多通道皮秒激光在柔性太陽能薄膜電池中的應用

皮秒激光的脈寬很短，隻有幾個(ge) 皮秒，具有很高的峰值功率。它與(yu) 材料相互作用時，刻蝕部分熱影響很小，產(chan) 生"冷"加工的效果，避免不必要的熱效應，無熱影響區，且邊緣光滑，因此可利用皮秒激光進行高精密加工。皮秒激光器波長涵蓋紅外到紫外，可處理的材料範圍極廣，適用於(yu) 很多場合的加工應用。

在薄膜太陽能電池的加工過程中，最早采用的是機械劃刻的方式，操作複雜、邊緣粗糙，且死區（Dead Area）寬度過大，約為(wei) 300μm，若采用皮秒激光進行刻蝕，死區寬度僅(jin) 為(wei) 140μm，且各邊緣光滑、邊界明顯、操作簡單。目前太陽能薄膜電池加工過程中激光刻蝕采用的多為(wei) 納秒脈衝(chong) 激光器，與(yu) 皮秒激光器相比，這些納秒激光器的脈寬要寬約1000倍，加工時熱效應明顯，存在邊緣粗糙、表麵碎屑、加工速度慢等缺點。

皮秒激光器以其優(you) 異的加工能力，使其在太陽能薄膜電池加工領域中，擁有極高的市場前景。但是，單台皮秒激光器成本高昂，而在薄膜太陽能電池生產(chan) 過程中，不同的製程需要不同的光源參數，則需要配套多台皮秒激光器才可完成整個(ge) 生產(chan) 過程，使得生產(chan) 設備成本過高，一般廠家難以接受。針對這一現狀要求，萊澤光電在全國首家推出四通道皮秒固體(ti) 激光器（如圖3.1所示），波長分別為(wei) 1064nm、532nm（1路1064nm，3路532nm），脈衝(chong) 寬度＜15ps，功率穩定性＜1%，脈衝(chong) 穩定性＜3%。四路激光的參數可單獨控製，完美解決(jue) 了生產(chan) 成本過高的這一問題。利用相關(guan) 光學器件，將不同光束引導到不同的位置，在CIGS進行卷繞加工時，可同時進行激光在線工作。

圖3.1 多通道皮秒固體(ti) 激光器

四、實際案例

實驗數據：
P1製程時，波長532nm，激光能量50μJ，重複頻率50kHz，振鏡掃描速度20mm/s，聚焦鏡焦距250mm；
P2製程時，波長532nm，激光能量5μJ，重複頻率500kHz，振鏡掃描速度250mm/s，聚焦鏡焦距250mm；
P3製程時，波長532nm，激光能量1μJ，重複頻率50kHz，掃描速度500mm/s，聚焦鏡焦距250mm。最終加工效果，如圖4.1所示。

割邊工藝采用1064nm激光，工作頻率50kHz，脈衝(chong) 能量大於(yu) 30μJ，掃描速度20mm/s，獲得完全絕緣的邊緣隔離。

圖4.1 實際加工效果

五、結論

在PI襯底的太陽能薄膜電池加工過程中，萊澤光電推出的四通道皮秒固體(ti) 激光器，激光參數優(you) 異、性能穩定，四路激光可同時獨立控製，一台激光器代替了傳(chuan) 統的多台激光器，不僅(jin) 加工效果優(you) 異，而且節約了生產(chan) 成本，配合柔性薄膜電池的卷繞加工技術進行在線加工，可大大提高產(chan) 品的質量及生產(chan) 效率，得到了合作單位的一致好評。