激光作為(wei) 工業(ye) 化工具在光伏行業(ye) 是一種關(guan) 鍵的技術。它能確保低成本的製造工藝，生產(chan) 出高效的太陽能電池。激光器就是實現此目標的理想選擇，並且比起其它的工藝它更高效，因為(wei) 它一方麵提高了生產(chan) 流程中的工藝可靠性，另一方麵降低了生產(chan) 成本。這些優(you) 勢在生產(chan) 晶矽太陽能電池和薄膜太陽能電池中得到了充分的體(ti) 現。

　　大規模生產(chan) 的趨勢正推動著“光刀”的發展。這是因為(wei) 在激光技術上的投資能快速得到回報，特別是當今已經安裝的那些每年產(chan) 能在60-100MW的生產(chan) 線。通常來說，激光器能發揮其潛在優(you) 勢。

　　激光作為(wei) 工具被使用，因為(wei) 在光伏行業(ye) 中針對不同材料（矽，金屬，電介質）的吸收可以選擇正確波長。

　　短波或脈衝(chong) 激光能保證較低的光熱效度。

　　對於(yu) 易碎材料的加工，通過非接觸式的方法減小機械衝(chong) 擊是建立可靠的工藝生產(chan) 線的基礎。

　　在更換工具後昂貴的工藝調整過程就不必要了，因此減少了生產(chan) 過程中的停機時間。

　　簡介：“光刀”和晶矽太陽能電池的生產(chan)

　　在仍占主導地位的晶矽太陽能電池生產(chan) 中，激光器一直被用於(yu) 切割矽片和邊緣絕緣。電池邊緣的摻雜是為(wei) 了防止前電極和背電極的短路。在這一應用上，激光已勝過其它傳(chuan) 統的工藝。等離子刻蝕未能滿足自動化要求，破損率很高。

　　經驗證的工藝：晶矽電池的選擇性摻雜

　　激光器越來越多地用於(yu) 摻雜工藝，因為(wei) 它能在太陽能電池上提高局部摻雜濃度得分布從(cong) 而改善載流子的移動性，特別是接觸柵極。至少六個(ge) 不同的工藝在市場上互相競爭(zheng) ，幾乎所有的工藝都是基於(yu) 激光技術。例如，經過特殊設計的激光裝量可以毫無損傷(shang) 在磷矽玻璃把磷擴散到矽片的表麵，從(cong) 而提高晶圓和接觸電極之間的導電率。在一係列的測試中表明，不同的擴散濃度最高可提升5%的光電轉換效率。

　　用數字舉(ju) 例：激光器降低每瓦成本

　　激光器未來的另一個(ge) 應用包括在晶矽太陽能電池上選擇性燒蝕鈍化層。超短脈衝(chong) 和高脈衝(chong) 能量的激光器特別合適，因為(wei) 它們(men) 具有絕佳的光束質量，這些條件都隻能通過碟片激光技術才能實現。由於(yu) 激光輸出功率的可擴展性，從(cong) 而達到更高的生產(chan) 能力，超短脈衝(chong) 中的高光束質量顯著提高太陽能電池的轉換效率。這樣就可以大大減少未來太陽能電池每瓦特的成本。

　　未來的市場：用於(yu) 薄膜太陽能電池加工的激光器

　　薄膜太陽能電池在過去幾年裏得到了快速的發展。專(zhuan) 家希望能在中期內(nei) 得到20%的市場份額。在薄膜太陽能電池的生產(chan) 中，激光器在結構化和電池單元互連上起著決(jue) 定性的作用，以確保太陽能模塊能所要求的絕緣強度。

　　已確立的工藝：激光刻線

　　根據不同的膜層，激光刻劃由碲化鎘或非晶矽薄膜製成的導電和光敏塗層。通過這種工藝，塗在玻璃基板上的塗層被分割成互相串聯的電池。這樣，電池的寬度決(jue) 定了電池和模塊的電壓。準確的，有選擇地和非接觸的激光加工工藝可以可靠地集成到生產(chan) 線上。所謂的刻線是將30-80μm大小的單個(ge) 光脈衝(chong) 串聯起來，而在P1中采用幾十納秒脈寬（10到80ns）的脈衝(chong) 來刻蝕。當加工到膜層的邊緣時，材料的一部分被升華，蒸汽壓力可以吹走被刻蝕的材料。因此，加工的能量小了，底部材料的熱影響也會(hui) 減少。#p#分頁標題#e#

　　前景展望：新型TCO衍生物

　　目前專(zhuan) 家們(men) 正在觀察太陽能電池製造商試驗新導電透明氧化物-TCO衍生物以實現更高效率，提高生產(chan) 率。通常TCO是通過紅外激光相對高脈衝(chong) 重疊率進行加工的。但在某些情況下，需要尋找新的激光參數來加工新的混合物。

　　皮秒激光器的挑戰：CI(G)S、電池

　　眾(zhong) 所周知，由Cu(In,Ga)(S,Se)2組成的薄膜電池也被稱為(wei) CI(G)S對激光加工提出了特別大的挑戰。其所使用的材料是最大的挑戰。如果基板是玻璃，那麽(me) 鉬薄膜在一開始刻線的階段就要加工。然而鉬沸點高，導熱性好，熱容量高。如果熱被應用到鉬層上，就會(hui) 導致裂縫和剝落。用納秒激光脈衝(chong) 加工不可避免這些缺點，從(cong) 而導致質量的降低。光敏材料也會(hui) 對導入的高熱易受影響的。硒比其他材料例如銅、銦、镓的沸點低，因此在低溫時可以從(cong) 混合物中脫離。通過“長”激光脈衝(chong) 加工會(hui) 導致邊緣區短路因為(wei) 沒有硒的半導體(ti) 會(hui) 轉換成合金。

　　邊緣清除：激光器將取代噴砂法

　　為(wei) 了保護薄膜太陽能電池免於(yu) 不利環境的影響，特別是防潮，在電池模塊的四周需要清除大約1厘米寬度的膜層，然而通過層壓保護。這能保護太陽能電池免於(yu) 腐蝕以及長期防止短路。噴砂法目前被廣泛使用。盡管噴砂設備投資成本低，但在加工過程中會(hui) 由於(yu) 磨損、清除沙子以及相關(guan) 檢測而產(chan) 生的高昂後需費用。因此，激光器是再適合不過的了。通過提高激光功率可以提升工藝的特性。清除速率可達50cm2/s以上，或者在30s內(nei) 加工完一片標準電池模塊。以下數據充分表明激光器的投入是值得的。相對於(yu) 傳(chuan) 統的噴砂，據報道通過激光加工每個(ge) 模塊的成本從(cong) 0.45歐元下降到0.16歐元。在一個(ge) 60MW的工廠，每年的生產(chan) 成本將節省大約175,000歐元。

　　總結：

　　因此我們(men) 能從(cong) 上文得出什麽(me) 結論呢？激光器是未來光伏行業(ye) 的主要工具。隨著材料越來越薄以及更高的生產(chan) 率，非接觸的“光刀”發揮著它的優(you) 勢。當決(jue) 策者不僅(jin) 僅(jin) 考慮初始投資，而是考慮整體(ti) 擁有成本時，這一點尤其正確。激光器不需要修整時間也不需要昂貴的工藝評估時間因為(wei) 激光器不會(hui) 磨損。此外，內(nei) 部監控係統在當前的激光係統中是標準的，因此在24/7的工作製中也不必調整工藝參數

　　通過高穩定性和巨大的輸出儲(chu) 備所獲得的最佳可重複性為(wei) 達到最高生產(chan) 效率提供了基礎。激光器為(wei) 減少非生產(chan) 性時間提供了更多選擇。例如，通過時間共享，一台激光可以為(wei) 多個(ge) 工作站服務，因此上下料不影響激光器總的生產(chan) 率。