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能源環境新聞

半導體激光器在太陽能電池生產中的應用(一)

星之球激光 來源:佳工機電網2012-12-11 我要評論(0 )   

WolfgangHorn畢業(ye) 於(yu) Darmstadt技術大學物理係。曾於(yu) 焊接技術教育研究院(薩爾瓦多)Mannheim研發部工作,自2002年就職於(yu) DILASDiodenlaserGmbH,現任Dilas工業(ye) 激光係統業(ye) 務...

        WolfgangHorn畢業(ye) 於(yu) Darmstadt技術大學物理係。曾於(yu) 焊接技術教育研究院(薩爾瓦多)Mannheim研發部工作,自2002年就職於(yu) DILAS Dioden laser GmbH,現任Dilas工業(ye) 激光係統業(ye) 務部負責人。

  JoergNeukum博士畢業(ye) 於(yu) Darmstadt技術大學物理係,並獲得稀土光譜研究領域博士學位。曾任職於(yu) 某日資激光半導體(ti) 企業(ye) 產(chan) 品經理。數年後服務於(yu) 相幹半導體(ti) 公司,並就任歐洲半導體(ti) 銷售經理一職,自2004年至今,一直任職於(yu) Dilas  Dioden laser GmbH,現任市場營銷和工業(ye) 激光係統業(ye) 務部負責人一職。

   

                                                       WolfgangHorn                             JoergNeukum  

  前言:

  現今,激光器普遍應用於(yu) 太陽能電池生產(chan) 領域,如脈衝(chong) Nd:YAG激光器或Nd:YVO4激光器用於(yu) 太陽能電池的邊緣隔離。在太陽能電池生產(chan) 中,通過對矽片進行激光鑽孔,激光切割,激光劃線來實現背部電連接,這些方法同樣被認為(wei) 是可行的激光處理方法。若要實現此法,則需使用具有較高峰值功率和良好光束質量的脈衝(chong) 激光器。

  雖然高功率半導體(ti) 激光器不能達到這些參量,但當使用具有毫米級焦點的緊湊型連續光源時,高功率半導體(ti) 激光器仍具有其優(you) 勢。下麵將著重描述激光器在太陽能電池生產(chan) 領域的應用,講述它是如何實現焊接,再結晶或烘幹功能的。所有這些應用都有其共同點——幾平方毫米的區域範圍內(nei) 可達到目標熱值。

 

半導體(ti) 激光器——激光焊接

  在光伏組件的生產(chan) 中,單個(ge) 太陽能電池通過焊接連接帶互相電連接。焊接時,焊料必須與(yu) 其同時達到一定程度的良好導電性能。因其不確定的熱輸入和應用期間產(chan) 生機械應力,我們(men) 很少采用Kolben焊。相反我們(men) 更偏向使用感應釺焊,熱空氣焊或微型火焰釺焊等焊接方法。

  因太陽能電池的生產(chan) 趨於(yu) 越來越薄的趨勢(<200μm),在其生產(chan) 過程中,價(jia) 廉物美的矽太陽能電池對其晶圓處理的要求也就越來越高,應盡可能減小在處理過程中晶圓的報廢率和熱應力。

        采用高功率半導體(ti) 激光器進行焊接有諸多優(you) 點,而這些優(you) 點對於(yu) 太陽能電池的電連接是必不可少的。這是一種無接觸方法,通過對空間和時間上輸入熱量的定義(yi) 及確保太陽能電池本身的熱應力最小來實現。為(wei) 提高過程的穩定性,半導體(ti) 激光器可以在一個(ge) 閉環控製回路裏(閉環)通過高溫計的作用,盡可能地控製和減小焊縫的熱量輸入。在自動化生產(chan) 過程中,可實現大批量重複生產(chan) ,同時也提高效益及較高的光電效率。#p#分頁標題#e#

  多數情況下,上述提及的高溫計被集成到激光加工頭中,其探測範圍靜態地通過激光焦距調節。Galvo掃描儀(yi) 和高溫計的結合體(ti) 現了軸上實時溫控的靈活幾何學優(you) 勢,並在材料加工方麵實現了最大可能的過程控製。像單個(ge) 太陽能電池大小的加工區域可通過其相對應的光學性來描述,且使得快速,靈活且溫度可控的太陽能電池的電連接得以實現。

 

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