从最初的实验室应用到今天的医学、通信、制造、军事和科学研究等各个领域，激光已经成为现代技术和科学的不可或缺的一部分。激光的起源可以追溯到20世纪中叶，主要是由亚瑟·朗伯（Arthur Schawlow）和查尔斯·汤斯（Charles Townes）的理论研究和戴斯特·R·汉斯奇（Theodore Maiman）的实验工作共同推动的。以下是更详细的激光起源过程：

1. 理论基础的奠定：在20世纪初期，爱因斯坦提出了光子理论，即光以离散的粒子（光子）形式存在。这一理论奠定了量子光学的基础，为后来激光的理论基础提供了重要的支持。

2. 受激辐射理论：1951年，查尔斯·汤斯和亚瑟·朗伯独立提出了受激辐射的理论，这一理论揭示了当原子或分子处于受激态时，它们可以受到来自一个已激发的原子的光子的激发，从而产生与激发光子相同的频率和相位的光子。这一过程的理论基础成为了激光工作原理的核心。

3. 激光的理论提出：汤斯和朗伯的理论研究引发了对如何实现受激辐射的研究，他们提出了利用受激辐射实现光放大的概念。他们的关键思想是通过在一个具有高反射率的光学腔内来回反射光子，使光子逐渐增多，最终形成一束高度聚焦的光束，即激光。

4. 激光的实验验证1：1958年，美国物理学家戴斯特·R·汉斯奇成功制造出了第一台工作的激光器。他使用了一个由人工合成的激发介质，通常是氮气和氖气的混合物，以实现受激辐射。这台激光器产生了一束可控制的、高度聚焦的光束，这标志着激光技术的正式诞生。

自1960年7月美国休斯研究实验室梅曼成功制成了世界上第一台可操作的波长为0.6943微米的红宝石激光器，至今已63年。激光高度聚焦、单色性好、高能量密度、远距离传播、非接触性等一系列特点使其被广泛应用。激光通常被称为“21世纪的明日之星”、“21世纪的重要技术之一”、“最准的尺，最快的刀”。这种称呼也反映了激光技术在当代社会和科技领域中的重要地位和广泛应用。激光技术在通信、医疗、制造、科学研究、军事、环境监测等众多领域都具有关键作用，因此被认为是21世纪最具潜力和影响力的技术之一。特别是在光伏行业，激光技术正催生着一系列创新，使太阳能电池的制造更高效、更可靠，并且更环保。

今天，让我们深入探讨激光在光伏行业中的崭新应用。

1. 激光切割：激光划片机

激光切割是一项精确度极高的工艺，激光切割技术被用于将硅太阳能电池片切割成所需的尺寸。它的主要原理就是聚焦后的激光光束照射到被切割的材料表面上。光子能量被材料吸收，导致材料的局部加热。当激光光束的能量足够高时，它可以将材料表面加热到足以引发熔化或蒸发的温度。对于金属材料，通常是熔化，而对于非金属材料，如塑料或木材，通常是蒸发。太阳能电池片通常是大面积的硅晶片，激光切割可以高精度地将它们切割成更小的电池片，以满足太阳能电池板的尺寸要求。。这不仅提高了生产效率和电池片质量，还大大减少了材料浪费，降低了制造成本。激光束的高度聚焦和控制精度使得切割工艺更加精细，产生的废料量几乎为零。另外激光切割还具有多样性的材料适用性，不仅适用于硅太阳能电池片，还可以用于其他类型的太阳能电池，如薄膜太阳能电池，以及其他材料的切割，因此具有很高的灵活性。采用激光切割太阳能电池片的优势在于采用无接触式加工，无应力，因此切边平直，不会损伤晶片结构，电性参数要优于传统的机械切割方式，既提高了成品率，降低了成本，切缝宽度小，精度高，激光功率可调，可以控制切割厚度，从而实现太阳能电池的减薄。激光切割技术可应用于大面积电池片进行划线切割，精确控制切割精度及厚度，进一步减少切割碎屑，提高电池利用率。除了在电池片上的切割应用，还有在光伏玻璃上也可以进行划线，原理都是一样的。

2. 激光掺杂：激光掺杂设备

激光掺杂是一种材料处理技术，通常应用于半导体材料，特别是硅材料，以改变其电学性质。该技术的原理是使用高功率激光器照射在半导体表面，将外部掺杂材料（通常是硼或磷）引入半导体晶格中。这一过程中，激光的能量将半导体材料加热到足够高的温度，使掺杂材料能够渗透进晶格并替代半导体材料的某些原子，从而改变了材料的导电性质。利用激光能量推动硼原子在硅片内扩散，实现选择性发射极SE结构。通过在金属栅线与硅片接触区域进行重掺杂、在正面其他区域保持轻掺杂，不仅可以在电极和发射极之间形成良好的欧姆接触，还可以减少发射极表面少子的复合（TOPCon技术路线），从而获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，提高太阳能电池的光电转化效率。它的优势在于1、高精度：激光掺杂可以实现非常高的掺杂精度和空间分辨率，使得掺杂过程能够精确控制。2、无接触性：非接触性的加工方法不会引入机械损伤或杂质污染，特别适合制造高性能半导体器件。3、快速加工：激光掺杂是一个高速过程，可以在短时间内处理大量材料。4、适用性广泛：这项技术适用于不同类型的半导体材料，包括硅、镓砷化镓、砷化铟等。在光伏行业，激光掺杂技术常用于太阳能电池的制造，以改善电池性能。一些领先的光伏公司和技术提供商在开发和应用激光掺杂技术。

国外包括：Applied Materials 、 Amtech Systems等

国内包括：帝尔、大族、盛雄等

在材料改性方面，除了激光掺杂、还有激光诱导修复技术、激光诱导退火技术，激光诱导烧结技术是帝尔激光科技在2023年8月14号新发布的技术，可以增益0.2%的电池效率。

3.激光转印：

激光图形转印技术(Pattern Transfer Printing，简称：PTP)是一种新型的非接触式的印刷技术，该技术原理是在特定柔性透光材料上涂覆所需浆料，采用高功率激光束高速图形化扫描，将浆料从柔性透光材料上转移至电池表面，形成栅线。通过非接触激光印刷技术(PTP)改善高效太阳能电池细栅印刷工艺，能够突破传统丝网印刷的线宽极限，轻松实现 25um 以下的线宽，在电池片硅片上印刷更大高宽比的超细栅线，帮助电池实现超细密栅电池，匹配选择性发射极技术，提升太阳能电池效率的同时，大幅度节省浆料耗量20%以上，最终降低电池生产、发电成本。激光转印技术的原理基于激光的高能量密度和精确控制。其主要步骤包括：1、底层准备：在太阳能电池的制造过程中，底层通常是透明导电层，用于收集太阳能并传输电流。2、激光照射：使用激光光束照射在底层上，以精确控制的方式移动激光焦点。激光的高能量密度可以选择性地烧结或划伤底层，以形成电池的特定模式。3、层叠：不同的电池层，如活性层和电极，可以通过激光转印逐层叠加到底层上。4、成型和封装：最后，电池组件通过成型和封装步骤进行加工，形成最终的太阳能电池。它的优势在于：1、高精度：激光转印技术能够实现极高的精度和分辨率，有助于生产高效率的太阳能电池，印刷高度一致性、均匀性优良，误差在2um，低温银浆也同样适用（HJT）。2、非接触性：这是一种非接触性加工方法，不会损坏或污染电池组件，有助于提高电池的质量,并且在未来的薄片化的进程中肯定锋芒毕露。3、快速生产：激光转印是一种高速加工方法，可以提高太阳能电池的生产效率。4、多材料适应性：这项技术可以应用于多种不同类型的电池材料，包括有机材料、硅材料等。5、成本控制：比较丝网印刷，激光转印的栅线更细，可以做到18um以下浆料节省30%，TOPCON的双面银浆、HJT低温银浆都会由于激光转印技术减少大量的银浆消耗成为降本增效的重要技术之一。

4.激光打孔：

激光打孔的原理是利用激光束的高能量密度来将材料的局部区域加热至足够高的温度，以使材料蒸发、熔化或者气化，从而形成孔洞。激光打孔的关键是控制激光的能量密度、照射时间和焦点位置，以确保材料被精确地加工成所需的孔洞。这种精确性和高能量密度使激光打孔成为许多工业应用中的理想选择，包括光伏行业中的太阳能电池制造。不同类型的激光（例如，CO2激光、Nd:YAG激光、飞秒激光等）可以用于不同类型的材料和应用，因此需要根据具体的需求选择适当的激光系统。激光打孔在光伏行业有广泛的应用，特别是在太阳能电池制造过程中。以下是一些激光打孔在光伏行业中的主要应用：

1. 电池片加工：激光打孔常用于太阳能电池片的加工。这些小孔可以用来提高电池片的光吸收效率，减少反射损失，从而增加光电转换效率（陷光效应）。激光打孔可以在硅片、多晶硅片和其他太阳能电池材料上进行精确而高效的加工。

2.电池及组件连接：在太阳能电池组装过程中，电池之间需要连接电线。激光打孔可以用来制作电池之间的电线连接孔，以确保电池之间的电流传输顺畅，减少能量损失。在太阳能电池组件的制造过程中，激光打孔也用于制造支架、框架和其他组件的孔洞和连接点。

3.光伏玻璃背板：因为常规的光伏电池组件仅盖板使用光伏玻璃，而双玻组件的盖板和背板都使用光伏玻璃，而背板光伏玻璃必须在特定位置打孔才能把光伏电池组件的电流导线引出到接线盒。因此光伏玻璃背板打孔成为深加工生产中必不可少的一道工序。

总的来说，激光打孔在光伏行业中广泛应用，可以提高太阳能电池的效率、降低制造成本，并提高产品质量。这些应用有助于推动太阳能技术的发展，促进可再生能源的利用。需要注意的是，具体的应用可能因制造工艺和材料而异，因此实际应用中需根据需要选择适当的激光技术和参数。

以上也只是激光工艺在光伏行业应用的一部分，当然还包括激光开槽（XBC）、激光消融（PERC）等等。

未来展望：

随着激光技术的不断进步，我们可以预见更多的创新将进一步推动光伏行业的发展。未来可能涌现出更高效的光伏材料、更智能的生产流程以及更多利用光伏能源的应用领域。激光技术在光伏行业的崭新应用不仅提高了生产效率，还改善了电池组件的性能和可持续性。这一技术的不断创新将继续推动太阳能电池的发展，为清洁能源的未来做出贡献。另外在光伏制造中，激光技术不仅提高了生产效率，还减少了废料的产生，这有助于降低环境负担。此外，激光清洁技术不需要化学物质，节省了能源和资源。用清洁的技术去搞清洁的行业——妙哉。

最后，激光工艺之深，全靠悟。激光技术之妙，写不尽。