在8月26日的常州鈣鈦礦論壇上，德國LPKF樂(le) 普科太陽能事業(ye) 部經理李愛國先生以“高精度、高穩定性、高產(chan) 能的德國LPKF激光係統”為(wei) 主題，分享了樂(le) 普科激光劃線設備如何在GW級鈣鈦礦薄膜太陽能產(chan) 線上發揮重大作用。

鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells），作為(wei) 第三代高效薄膜電池的代表，是一種利用鈣鈦礦型有機金屬鹵化物作為(wei) 吸光半導體(ti) 層材料的太陽能電池。鈣鈦礦電池不僅(jin) 效率提升空間大，如單節鈣鈦礦電池理論效率可達 31%，鈣鈦礦疊層電池理論效率可達 43%（高於(yu) 晶矽電池的 29.4%）；而且製造工藝簡單，生產(chan) 能耗低以及原材料容易獲得等。

2022年8月18日，中國科技部等九部門印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》，著重強調“研發高效矽基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池技術”。

2022年7月14日，美國能源部宣布了一係列新舉(ju) 措，計劃投資5600 萬(wan) 美元，用於(yu) 擴大薄膜組件產(chan) 能和實現鈣鈦礦太陽能電池的商業(ye) 化。

基於(yu) 鈣鈦礦太陽能電池上述突出優(you) 勢以及重大政策利好，國內(nei) 眾(zhong) 多公司紛紛投資鈣鈦礦太陽能，並計劃於(yu) 2023年在中國建成多條GW級鈣鈦礦電池產(chan) 線。

與(yu) 其他薄膜太陽能電池製程一樣，鈣鈦礦薄膜太陽能電池在製造過程中也有三道激光 劃線工藝。這三道劃線工藝非常關(guan) 鍵，不但對提高電池轉化效率有著重要作用，並且負責這三道工藝的激光設備也在整條產(chan) 線投資中占據很大的比重。因此，為(wei) GW級鈣鈦礦產(chan) 線配備一套性能優(you) 成本低的激光劃線係統成為(wei) 各大鈣鈦礦廠商的當務之急。

德國LPKF太陽能設備有限公司（LPKF SolarQuipment GmbH），自2006年以來，15年如一日，潛心專(zhuan) 注於(yu) 研製薄膜太陽能激光劃線係統。其苦心孤詣打造的大型激光劃線設備LPKF Allegro因其高產(chan) 能，高精度，高可靠性等特點，已被全球薄膜太陽能廠商廣泛認可和采用，總裝機量超過200台，當前在運行設備總產(chan) 能逾10GW。

對中國眾(zhong) 多鈣鈦礦廠商迫切的提效降本的需求，德國LPKF公司特向中國市場推出其最新型激光劃線設備LPKF Allegro BK24。該款激光劃線設備具有如下三個(ge) 特點：

· 產(chan) 能高：雙核驅動，配備24路加工光束，單機產(chan) 能超過500MW.

· 精度高：擁有多項LPKF獨有“黑科技”，刻劃精度≤+/- 10um，已在大麵積薄膜組件上實現死區130微米以下。

· 可靠度高：獨特的設計理念，設備稼動率超過98%。

如此高的刻劃速度，主要歸功於(yu) 其獨特的設計-劃線時玻璃不動，靠驅動激光工作頭往複運動實現劃線。而友商劃線設備都是劃線時激光頭不動，靠玻璃基板來回運動實現劃線，因為(wei) 玻璃基板一般麵積要達2平方米以上，如果玻璃基板運動速度太快，玻璃會(hui) 顫動，不光影響精度，而且提高了玻璃基板破碎的可能性，所以玻璃基板的速度一般為(wei) 1.5米/秒。

LPKF激光劃線設備的核心-激光工作頭，結構輕便，緊促，緊固。內(nei) 部整合有12路激光光路，劃線時，玻璃不動，帶有12路加工光束的激光頭在氣浮導軌上來回運動，加工速度可達2.5米每秒。

LPKF Allegro BK24為(wei) 雙核結構，配備了兩(liang) 個(ge) 激光工作頭，每個(ge) 激光頭12路加工光束，精確配合，同步運動，在保證高精度的同時，使單機產(chan) 能超過500MW成為(wei) 可能，這樣，GW級鈣鈦礦產(chan) 線隻需要配備2套6台劃線設備。而使用常規8路激光劃線設備，GW級產(chan) 線可能需要8套24台劃線設備。由此可見，采用樂(le) 普科BK24，占地麵積，能耗，人工能差不多降低75%。而且，跟24台設備相比，6台設備的後期維護保養(yang) 成本也會(hui) 低很多！

對於(yu) 鈣鈦礦薄膜太陽能模組來說，死區是一個(ge) 非常關(guan) 鍵的技術指標。眾(zhong) 所周知，薄膜太陽能模組是由一百多個(ge) 子電池串聯起來組成的，每個(ge) 子電池包含兩(liang) 個(ge) 區域：不能發電的死區與(yu) 可以發電的有效區，死區越小，有效發電麵積就越大，模組的輸出功率就越大。

德國LPKF樂(le) 普科公司擁有強大的專(zhuan) 業(ye) 技術團隊，自2006年以來，團隊中的激光技術專(zhuan) 家，驅動控製技術專(zhuan) 家以及計算機軟件工程師不斷創新，發明了直線電機光柵尺氣浮軸承組合驅動裝置，在線自動對焦，在線電池寬度檢測與(yu) 校正，在線實時軌跡跟蹤，在線死區監控等多種“黑科技”，提高劃線精度，降低死區。

憑借以上“黑科技”，LPKF可在大麵積薄膜太陽能模組把死區麵積降到130um以下。以1米x 2米，子電池寬度為(wei) 5毫米的薄膜太陽能模組為(wei) 例，當死區由250微米降到130微米時，假設轉化效率為(wei) 16%，每塊模組可多輸出7.5瓦。

LPKF激光劃線設備基座由重達十餘(yu) 噸的天然花崗岩材質製成，熱脹冷縮率低，緩衝(chong) 性能好，是設備可靠度高的有力保障。另外，劃線時大麵積的玻璃基板不動，激光頭運動也大大提高了設備的可靠度。

劃線時無論是玻璃基板往複運動，還是激光頭往複運動，都是依靠驅動係統一直驅動玻璃基板或激光頭來實現劃線，因此，驅動係統對劃線的精度和穩定性都發揮著至關(guan) 重要的作用。與(yu) 絲(si) 杠伺服電機加機械軸承傳(chuan) 統三件套驅動係統相比，LPKF設備驅動係統采用了直線電機光柵尺加氣浮軸承，動件與(yu) 導軌之間沒有摩擦，因此不會(hui) 有機械軸承常見的磨損，性能更穩定。

此外，LPKF獨特的機械分光技術也是設備高可靠性的有力保證，通過精密裝配與(yu) 調校的分光係統，把一個(ge) 激光源分成12路，每路光束可單獨控製。與(yu) DOE分光相比，機械分光結構簡單，便於(yu) 維護，穩定性好，功率損失小，但對製造，裝配，調校要求非常高，全球也僅(jin) 有樂(le) 普科采用機械分光技術。

通過采用以上獨特設計理念與(yu) 先進技術，LPKF激光劃線設備稼動率可達98%以上。

2020年9月中國明確提出2030年“碳達峰”與(yu) 2060年“碳中和”目標，將持續推進產(chan) 業(ye) 結構和能源結構調整，大力發展可再生能源。鈣鈦礦太陽能作為(wei) 一種非常有潛力的可再生能源技術，未來可期！德國LPKF樂(le) 普科，作為(wei) 全球薄膜太陽能劃線領域的技術和市場領先者，將全力服務中國鈣鈦礦客戶，向中國鈣鈦礦客戶提供最新的劃線技術，為(wei) 中國鈣鈦礦太陽能的蓬勃發展助一臂之力！