自從(cong) 矽太陽能電池的出現以來,太陽能較其他方式產(chan) 生電力的能力和成本一直是阻礙其廣泛應用的主要因素。傳(chuan) 統的太陽能技術已經可以替代燃料來發電,但是其運行成本令許多開發商望而生畏。而薄膜太陽能電池的出現或許能改變這一現狀。
此技術的主要概念就是,光伏電池材料(在我們(men) 的例子中是鉬[Mo],它與(yu) 半導體(ti) 材料結合後有很高的抵禦高溫和阻抗的能力)被沉積於(yu) 一塊基板上,通常是玻璃基板。由於(yu) 其特殊的性能,我們(men) 隻需0.001mm厚的鉬作為(wei) 太陽能吸收層。因此,鉬玻璃基板的大小就決(jue) 定了太陽能電池板的大小。這是一個(ge) 革命性的變化,太陽能電池的大小不再依賴於(yu) 所能得到的太陽能晶體(ti) 的大小。
薄膜太陽能電池的集成也相對簡單——半導體(ti) 材料(光電轉換主體(ti) )放置於(yu) 電極層和隔離層之間。如此可以重複多次以得到一個(ge) 大的高效率的太陽能電池模塊。

太陽能電池產(chan) 品在薄膜鉬玻璃背板的出現後進入了一個(ge) 新方向——更經濟型的太陽能發電。激光由於(yu) 其更清潔和更有效的切割刻線技術站在了這一應用的最前線。
配置
激光器:SPI 200 W水冷型光纖激光器
加工頭:激光加工
焦距:100mm
輔助氣體(ti) :氬氣
結論
使用SPI 200W光纖激光器可以實現薄膜太陽能電池玻璃基板上的鉬刻線。

激光加工
通常來說,我們(men) 使用YAG激光器來實現這一應用。因為(wei) YAG激光器(一般為(wei) 小於(yu) 400W的連續激光)能克服工作介質有時會(hui) 使輸出功率、光斑大小和光束質量發生波動的限製。這樣就能避免隨時間變化的激光參數影響到其加工,造成產(chan) 品性能的不穩定。
在許多行業(ye) 激光加工都是最後考慮的方法,因為(wei) 激光器要良好穩定運行需要不斷的維護以保證其Cpk值,這就無形中增加了生產(chan) 商的成本。再加上如今亞(ya) 洲普遍進行大批量生產(chan) ,比美國及歐洲更需要激光技術專(zhuan) 家的支持。
光纖激光器的構成
鑒於(yu) YAG激光器是典型的使用棒泵浦源和反光鏡準直的激光器,光纖激光器通過10um的光纖進行傳(chuan) 輸,這與(yu) 長途電信網絡的工作方式十分相像。沒有反射鏡的光纖激光器稱為(wei) 布拉格光柵激光器,它是用布拉格光柵替代了傳(chuan) 統的激光諧振腔進行工作的。
使用多個(ge) 單發射二極管作為(wei) 海底電纜摻鉺光纖 (平均無故障運行時間400,000小時)的泵浦源。所以實際上整個(ge) 係統都是由單模光纖來傳(chuan) 輸能量,這樣便能保證整個(ge) 過程不需要耦合、沒有熱透鏡效應和光路的校正(因為(wei) 沒有玻璃的光學器件),而係統的設計維修時間間隔為(wei) 30,000小時的工作時長。
在實際應用中能證明這點:SPI激光器的很大一部分的製造商用戶都實行24/7/365運作模式。他們(men) 測算的普遍的激光器停機時間小於(yu) 1%,且包括開機和熱機時間。(光纖激光器能實現快速啟動且不需要熱機)。
光纖激光器的優(you) 勢
·單模光纖,TEM00(M2<1.1)
·高穩定性激光(功率漂移小於(yu) +/-0.5%)
·激光通過光纖傳(chuan) 輸經準直的5mm的光束
·泵浦過程無需光源,無需替換配件,擁有超過30,000的工作時間
·沒有熱透鏡效應,保證了激光質量和輸出功率的穩定性
·不含玻璃光學器件,沒有耦合過程或光路調整
結論
這項新興(xing) 技術標誌著太陽能領域的令人驚喜的發展成果。這能加快太陽能電池的加工時間和減少對半導體(ti) 材料的浪費程度。而光纖激光器又給這一正在成長中的技術一種可行的解決(jue) 方案或進行更進一步的測試,種種測試結果都可以證明這一點。
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