晶体硅平板光伏（PV）块首先进入市场，并已在全球部署。薄膜光伏（TFPV）太阳能电池板一直在促进太阳能的广泛应用方面做出重大的贡献。薄膜太阳能电池生产从2002年的17MW增长到2008年的966MW，同时期的市场份额由3%增长到14%。虽然2009年对大多数薄膜光伏制造商来说，确实是最困难的一年，但此项技术未来前景广阔。新的市场参与者如GE公司，看到了薄膜太阳能技术的光明未来，并在全球重金投资薄膜光伏的研究和开发。GREENTECH媒体最近的一项分析预测，薄膜光伏制造产能在2012年年底将超过10GW。

    薄膜光伏电池仅用少量的半导体材料——只有1-2微米厚，与之相比晶体硅电池需要用到数百微米厚的材料。另外，薄膜光伏电池利用直接带隙半导体，具有较强的吸收带，促使它们能达到相同的效率。薄膜光伏制造适合自动化加工，并有更好的可伸缩性。例如，在薄膜光伏板的制造中，调Q二极管泵浦固体（DPSS）激光器经常用于清除薄膜层（“激光划片”），以便实现单片集成串行连接太阳能电池上独立节段的电气隔离。

 

      在薄膜光伏设备的生产中，通常有三个划片加工程序（俗称的P1、P2和P3划片），在相互之间产生不同的薄膜沉积。P1划片从玻璃基底上去除第一个电接触膜；P2划片去除在第一个电接触膜上的太阳能吸收膜；P3划片同时去除太阳能吸收膜和在第一次接触膜之后产生的第二次电接触膜。激光划片使米级尺寸的太阳能板分成若干窄小的光伏电池，通电串联运行。 

     在薄膜光伏加工中，大多数的划片都是由目标膜上基底面的激光入射完成的。因此，基底上的任何异常都会影响到激光被聚焦的紧密程度，接着影响加工现场的激光能量密度，最后影响到划片的整个质量。由于薄膜光伏板采用越来越大的基底，制造商为了追求更少的成本，导致玻璃质量和平整度下降。为了确保强劲高产的划片加工，划片加工深度的公差将会变得越来越重要，因为它对玻璃基底的平整度、厚度变化和其他表面缺陷有更大的宽容度。划片加工的聚焦深度是指沿着激光束轴的距离，在此区间内可通过高电气隔离实现高质量的划片。通常，在划片过程中必须容纳1至3毫米深度的变化。更大的聚焦加工深度将产生一个更大宽容度的强劲TFPV划片过程，特别是当TFPV板尺寸继续加大时。

如图3，使用Newport-Spectra Physics公司DPSS调Q型Pulseo  532 nm激光器发射的高斯光束，在1毫米的玻璃基底上300 nm厚钼膜上的P1划片。钼膜划片是通过对样本的膜面进行激光入射完成的。良好的品质——约70m宽划片，可完全去除薄膜，而对玻璃基底无任何损伤，这些都通过在焦平面划片加工获得。

      图4显示了在不同离焦位置远离焦平面的划片。可以观察到划片的质量，薄膜清除干净，保持与焦平面周围的距离为±17毫米，划片宽度没有发生重大变化。经观察，在±17毫米以外的离焦位置，由于划片边缘的剥落导致质量下降和不规则的划片宽度。

图6、在不同离焦位置（ΔZ），平顶光束划片的显微镜照片，对应于不同的焦点位置。

 

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     相比之下，图5显示了一个在平顶平面加工68微米划片的显微镜照片，平顶光束轮廓由同一激光器产生。划片质量大体上是优良的，边缘光滑。由于在平顶平面上的强度分布略有变化，残留了一些物质。图6显示了平顶图象平面上不同离焦位置的划片显微镜照片。据观察，平顶光束的形状和尺寸即使在1毫米之内的距离也会极大地改变，有更多的残留物质遗落。

     最后，对不同离焦位置的划片电阻进行测量和比较，如图7所示。高斯光束产生高品质的电气隔离划片，在±17毫米之内，可在焦平面的两侧加工，在焦点范围之内加工出约34毫米划片深度。平顶光束轮廓情况下，加工深度的焦点范围约为1.5mm。虽然高斯光束和平顶光束都产生同样高质量的划片，但高斯光束轮廓对聚焦深度的范围更大，从而提供了更强大的划片加工，这对处理大型太阳能电池板非常有利。

     尽管在2009年走过了不平坦的道路，但薄膜光伏的未来是光明的。薄膜太阳能电池板在推动替代能源的情况下，正随时准备着，以期赢得更多的市场份额。激光系统将在TFPV制造中构成重要的组成部分，因为它们是用于对薄膜层进行划片，基本上是“雕刻”导电层和半导电层的设备。选择具有良好光束质量和光束形状的激光器是实现高收益、稳健加工的重要环节。正如我们已经在上文中阐述的，高斯光束和平顶光束都可以产生良好质量的划片，在加工70m宽的划片时平顶光束加工允许小于±1mm（最多）的离焦范围，而高斯光束的离焦范围可达到±17mm。显然，高斯光束加工具有显著的优势，能提供一个宽广强大的处理窗口——能接受1至3mm的玻璃平整度和大型太阳能电池板的其它相关变量。这是一个很大的优势，实现低成本大型玻璃面板加工的高产划片，最终生产出成本较低的薄膜太阳能电池板。