在光伏产业陷入寒冬之际,BC电池技术如同熊熊烈火点燃了晶硅电池技术纷争的热潮。日前,行业龙头隆基绿能自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池,利用全激光图形化可量产制程工艺,成功获得27.09%的电池转换效率,刷新了单晶硅太阳能电池效率的世界纪录,进一步证明了BC电池技术的巨大潜力。
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激光器技术
BC电池量产成本的胜负之源
激光制造网
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这三道激光工序主要是利用激光在电池表面进行精细的刻划,形成特定的图案或结构。并且作为BC电池实现大规模量产的关键,也对激光设备提出了多项严格要求:
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盛雄200W绿光皮秒激光
光斑均匀度接近理想状态
对于BC技术而言,高精度的激光刻蚀可以确保电极、栅线等结构的尺寸和位置精度,以提高电池的光电性能,其首要条件便是能实现均匀的光斑分布。
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大力出奇迹
大单脉冲能量、高重复频率实现产能翻番
激光刻蚀对光束质量、
指向性、DOE匹配性的要求
而DOE镜片(光学衍射元件)在激光刻蚀中起到光束整形的作用,一旦DOE的匹配性不良,便会导致光斑形状失真、能量分布不均匀等问题。因此,在选择DOE时,需要选择与激光器光束匹配的型号,并进行必要的校准。
盛雄200W绿光皮秒激光
摆脱三大参数限制
用同一200W绿光皮秒激光器对某些BC电池加工,在与不同状态的DOE配合下,单光斑效果不论优劣,在高重频加工下,效果近乎一致,均为优良。这使得规模化稳定量产变得更加容易实现,单位平方微米需要足够强的能量才能有效地去除材料,随着频率的增加和平均功率的提升,加工效果更为干净彻底。
200w绿光皮秒激光器对DOE状态要求对比图
在实际加工过程中,早期市面上推出的60W纳秒绿光激光器受限于频率不高,其加工速度仅能达到30000mm/s左右,随后市面上又推出了100W绿光皮秒激光器,即便功率和频率均有所提升,但最终的加工效率也仅仅略高于60W纳秒绿光激光器。而盛雄激光的200W绿光皮秒激光器在满足较大单脉冲能量的同时,具备较高的频率,扫描速度可达70000mm/s,同时还有足够的功率余量。这种跨越式的效率提升,才能真正意义上推动BC电池进入大规模量产的时代。
兼容所有PREC电池激光设备改造升级,
实现高效稳定运行
此外,盛雄激光200W绿光皮秒激光器也可以通用于原客户已购买的PREC电池激光开膜和SE掺杂设备进行升级改造,可以实现新BC电池P1、P2、P3激光开膜,让企业原来的固定资产投资可以继续变现,为企业减少投资,提高资产综合利用率。
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200W绿光皮秒高效助推
BC电池量产成本大幅下降
双头堪比四头产能,
BC电池每GWh节约3500万元!
据了解,目前国内装载4台纳秒激光器的刻蚀设备产能大概有4000pcs/h,现阶段众多光伏电池企业所用设备搭载的激光器多为进口100W绿光皮秒激光器,双线四头激光器设备的产能大概有4000~4200pcs/h。而装载盛雄200W绿光皮秒激光器的双线四头刻蚀设备产能有8800pcs/h,相比之下提升了50%,可以说有着质的飞跃。
前文有提到,每GWh需要10台设备,如果使用四头纳秒绿光激光器设备进行加工,4000pcs/h的产能意味着每GWh总产能是40000pcs/h。当使用双线四头200W绿光皮秒激光设备时,8000pcs/h的产能要完成40000pcs/h的任务,仅需5台设备即可,以每GWh需要7000万投资而言,现在成本能节约近3500万,肉眼可见地为企业最大程度降低了加工成本。
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展 望
超快激光器的未来
目前看来,在BC电池技术领域,200W绿光皮秒激光的解决方案将会逐步成为市场主流,经市场验证后将高效助力光伏企业BC电池实现大面积图形化量产。同时,200W绿光皮秒激光不仅帮助BC电池技术实现突破,在钙钛矿产业中也大有可为,未来或将推动钙钛矿电池进一步突破效率瓶颈,引领光伏行业革新。
近年来,盛雄激光作为工业超快激光器领域的技术领导者,其皮秒激光器的功率区间包含:
盛雄激光独占国内市场鳌头,现已全部实现进口替代,在高功率激光器上实现技术超越,年产量更是高达1000台。经过近两年的设备开发及与重点客户的工艺合作试用,在光伏电池和锂电电池两大领域屡获突破,为两大行业不断带来创新价值。盛雄激光对外开放单独销售激光器及激光加工工艺技术输出与合作,竭诚欢迎行业内专业自动化设备厂商及激光设备厂商垂临合作。相信在盛雄激光的引领下,工业超快激光器将持续突破,为终端用户带来更多的惊喜与收获。
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