太阳能行业在2008年后产能持续扩充,推动电池生产商产能需要不断提升,而激光技术在太阳能产业中起着越来越重要的角色。激光技术在太阳能产业中的应用主要包括激光钻孔、刻槽、划片、薄膜太阳能电池激光划线系统等。
太阳能资源是世界未来能源开发主要方向之一。提高太阳能电池和面板的效率几乎是全球每位太阳能厂商最急于实现的愿望。大多数已提出的技术蓝图清晰指出,5年后晶体硅(c-Si)太阳能电池的效率将增长3-5%,平均值将达到16-20%。对于薄膜太阳能面板,总体效率较低,但也有望获得相应提高。比如,从单结非晶硅(a-Si)结构向串联结a-Si/mc-Si(微非晶)结构转化,通过提高光谱吸收率可将电池效率约提升4%,面板总体效率将提升至10% 。然而,激光技术将在新型上表面和背面加工阶段起重要作用。
一般,太阳能制造可以被划分为两个不同的价值链——晶体硅和薄膜面板。晶体硅的设备价值链被限定为晶圆、电池和模块中游阶段,而薄膜面板制造的设备价值链包括沉积和图式行成以及模块封装。激光设备的应用恰好满足这种划分。
对于新型的背接触型硅电池和薄膜图案形成,激光打孔和划线是被大多数同行认可的技术手段。脉冲光纤激光器输出峰值功率高达数百千瓦。在激光背面打孔作被接触的单晶硅及多晶硅电池,效率可超过20%。当脉冲光纤激光器平均输出功率达80W,重复频率80kHz,脉冲宽度700ns时可达到理想效果。
现在很多工厂依旧在激光刻边中实用湿法蚀刻替代激光划片。但是,从绿色生产角度出发,激光划片速度快,排污少,没有化学废弃物后续处理问题,这些优势使得激光应用在薄膜图案形成占据越来越大的优势。
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