低M2激光在太陽能電池加工中的優勢

當前的激光加工領域有眾多的參數標準，而其中光束質量因子——M2的影響往往被忽略。但是需要指出的是，在大多數激光加工過程中，低M2的光束可以使加工精度、過程可靠性和整體表現得到提升。

使用激光進行材料加工時，低M2值意味著可以把光束匯聚到更小的點，以產生更精細的結構；同理，如果指定焦點處的光斑尺寸相同，低M2光束則對應更大的瑞利長度（見下圖橙色橢圓），可以有效降低離焦（De-focus）帶來的影響。

係統的離焦由多種因素產生，包括材料高度的變化、機械震動和形變、以及熱膨脹/收縮。如果使用低質量、高M2的激光器，試圖搭建一個能抵消上述所有因素的係統，會額外增加很多設備的成本。要求較高的情況下，甚至需要一個自動對焦的組件。如果光路掃描速度達到米/秒量級，搭建這種係統的方案將過於昂貴。其他方案包括使用造價高昂、有嚴格平麵度公差的高品質材料，或降低生產效率，但這些都不適用於大批量生產運營。

製作薄膜太陽能電池時，需要用激光劃線的方法移除基底或其他膜層上的各種薄膜材料，通常是對導體薄膜進行電絕緣的“P1”劃線。從生產角度考慮，確定劃線過程對係統離焦的敏感度至關重要。如上圖所示，如果您選用高質量、低M2值（1.2）的光譜物理HIPPOTM激光器，即使離焦達到2毫米也可正常進行絕緣劃線（紅色曲線）；如果光束的質量較低，M2值較高（1.8），離焦超過0.5毫米便會使電絕緣失效（藍色曲線）。

使用低質量、高M2值的激光，造成劃線質量的惡化會非常明顯。下圖是由光學顯微鏡拍攝的一係列照片，分別對應不同的離焦量（ΔZ）。當離焦達2毫米時，高質量激光光束仍可進行絕緣劃線，而低質量光束僅僅能少許改變表麵形狀；離焦3毫米時，低質量光束已不能產生任何肉眼可見的改變。由此，低M2值激光光束對薄膜太陽能電池劃線的改善一目了然。