光伏产业正面临着许多挑战，其中一个重要任务是降低太阳能电池或组件的成本，另一个挑战就是如何提高太阳能电池组件的效率。薄膜技术由于能够实现最低的每瓦价格，似乎在降低成本方面占据优势；而硅晶（基于晶片）太阳能电池则在提高效率方面略胜一筹。目前，商用单晶硅电池的效率能达到12%-19%，当然距离35%的理论目标值依然相差甚远。太阳能电池的损耗主要是由光反射、载流子复合、欧姆损耗、正面接触造成的阴影效应等原因造成的。新型太阳能电池采用了一些降低上诉损耗的解决方案。

　 　以典型的太阳能电池为例，正面前接触布线占去多大10%的总面积，在光活性区形成阴影，导致电池输出降低。如果能在太阳能电池背面布线，就可以减小这种 阴影效应，而“金属穿孔卷绕”（MWT）技术和“发射极穿透”（EWT）技术能够实现这一点。这两种技术都需要在160-200μm厚的硅片上钻出50-100μm大小的通孔。背接触可以从背面和正面双面集电（见图1）。这不但有利于电池的电气连接，而且由于背面接触不再受阴影效应的限制，从而降低了电阻（欧姆）损耗。

　　图1： MWT（金属穿孔卷绕）电池将发射极从正面“卷绕”至背面。完全背面布线是一个技术优点，卷绕的正面接触能占用更大面积。

　　MWT技术通常需要在1-2秒钟内钻出约100个孔；而对于EWT技术，孔的尺寸要小些，但是要以同样的速度钻出约1万个孔。目前的激光技术能够满足这两种技术的要求，但市面上能够看到的MWT太阳能电池的数量还很少。商用MWT电池的效率比传统电池的效率大约高1%。

　 　要获得较高的生产能力，一个关键因素是要在全部激光参数和聚焦条件，以及激光触发与光束偏转的同步之间确定最佳组合。众所周知，脉宽约100ns时，激 光在硅中能够达到最佳烧蚀速度，从而具有最快的钻孔速度。应用工程师强烈渴望在工艺中有这样一个激光源，能够独立于重复频率和脉冲能量之外来调节脉宽。面 对这样需求，Jenoptik公司推出了一款名为JenLas disk IR50的激光器。

　　IR50激光器采用新型的脉冲调节技术，其可调范围见图2。此激光器的重复频率在8-100kHz范围内可调，能量大于4.3mJ，脉冲宽度在200-1000ns范围内可调。

　　图2：IR50激光器的调节范围

　　图3为用于打孔的系统结构示意图。激光器（1）通过扩束镜（3）后进入Galvoscanner（4）。 Galvoscanner和不同焦距的透镜组合使用，样品（6）固定在基座（7）上。Galvo控制器用来同步激光器和Galvoscanner。

图3：系统示意图

图4：测试结果

　　图4为在不同脉宽、重复频率和单脉冲能量下在厚度为200μm的硅片上打孔的测试结果。我们可以通过优化脉宽、重复频率和单脉冲能量来实现最佳的打孔效果。