一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法技术

本发明专利技术的目的在于公开一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，高功率密度的脉冲激光在电池片待切割区域两端开0.5～3mm长度的导向槽，引导电池片沿预定导向槽的方向裂开；连续激光将电池片加热至150～300℃并辅助以雾化冷却，激光加热在电池表面产生压应力，底部雾化冷却产生拉应力，两种应力相互作用导致电池片开裂；与现有技术相比，热熔融切割区域小，硅基损伤小，热影响区域小；连续激光裂片区域切割面平整光滑，几乎无微裂纹和缺口，无硅熔融物；切半电池，可降低0.05％～0.2％的效率损失，组件功率可提高2～6W；小片电池的弯曲强度与整片相当，组件机械载荷测试无差异，实现本发明专利技术的目的。现本发明专利技术的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法


[0001]本专利技术涉及一种用于提高组件功率，降低因裂片导致的功率损失和机械载荷损失的无损裂片方法，特别涉及一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法。

技术介绍

[0002]随着石化能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，更加清洁、更加廉价的替代能源越来越受到关注。太阳能作为一种低碳可再生的清洁能源，近年来发展迅速。但随着平价上网时代的到来，光伏组件的降本增效成为太阳能行业研究的重点，降本增效成为必然趋势。如PERC+SE电池、TOPCon、IBC、HIT、HJT、HDT等高效电池，电池厚度由180um降至150um甚至更薄，二分片、三分片、五分片、六分片等裂片技术，158.75mm、163.75mm、166mm、182mm、210mm等大尺寸电池技术；这样高效率、大尺寸、薄电池、多分片急需效率损失小、机械载荷能力强的裂片方法。
[0003]目前，传统的激光熔融裂片工艺，断裂面包含激光熔融气化区域和机械裂片撕裂区域，在靠近激光熔融气化区域表面，焊带/焊丝与裂片面边缘接触位置附近，由于焊接应力及熔融区微裂纹交互作用，往往容易产生隐裂及裂片缺陷，严重影响组件生产良率，降低组件功率，同时降低组件的机械载荷性能。
[0004]因此，特别需要一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，以解决上述现有存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，针对现有技术的不足，解决电池划片过程中0.05％
>‑
0.2％的效率损失和10％
‑
40％的弯曲强度损失，进而使组件机械载荷明显降低等问题。
[0006]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0007]一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]第一步，成品电池片拍照对位，确定需要切割的位置；
[0009]第二步，高功率密度的脉冲激光在电池片待切割位置的两端开长度为0.5mm
‑
3mm的导向槽，引导电池片沿预定导向槽的方向裂开；
[0010]第三步，连续激光+雾化冷却，连续激光将电池片表面加热到高温状态，在电池片表面产生压应力，电池片的下表面通过雾化冷却辅助冷却，产生拉应力，上下表面形成温度差将电池裂开，不需要机械掰片；
[0011]第四步，旋转下料分片机械手将切割开的电池片放入烘干输送线体烘干；
[0012]第五步，小分片检测下料。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，连续激光将电池片表面加热到150
‑
300℃。
[0014]本专利技术的降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，与现有技术相比，热熔融切割区域小，硅基损伤小，热影响区域小；连续激光裂片区域切割面平整光滑，几乎无微裂纹
和缺口，无硅熔融物；切半电池，可降低0.05％
‑
0.2％的效率损失，组件功率可提高2
‑
6W；小片电池的弯曲强度与整片相当，组件机械载荷测试无差异，实现本专利技术的目的。
[0015]本专利技术的特点可参阅本案以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体，进一步阐述本专利技术。
[0017]实施例
[0018]本专利技术的降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，包括如下步骤：
[0019]第一步，成品电池片拍照对位，确定需要切割的位置；
[0020]第二步，高功率密度的脉冲激光在电池片待切割位置的两端开长度为0.5mm
‑
3mm的导向槽，引导电池片沿预定导向槽的方向裂开；
[0021]第三步，连续激光+雾化冷却，连续激光将电池片表面加热到150
‑
300℃，在电池片表面产生压应力，电池片的下表面通过雾化冷却辅助冷却，产生拉应力，上下表面形成温度差将电池裂开，不需要机械掰片；
[0022]第四步，旋转下料分片机械手将切割开的电池片放入烘干输送线体烘干；
[0023]第五步，小分片检测下料。
[0024]本专利技术的降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法与常规激光熔融裂片方法划片效果对比如下：
[0025]1、激光器对比：
[0026]常规激光熔融划片采用纳秒或皮秒的高功率密度脉冲激光器；无损划片采用连续激光器。
[0027]2、划片温度对比：
[0028]常规激光熔融裂片利用激光器将电池片加热至1400℃以上，超过硅的熔点而移除硅；无损裂片的连续激光器将电池片加热至150
‑
300℃，且电池底部有辅助冷却装置。
[0029]3、切割面对比：
[0030]常规激光熔融裂片的切割面由切割区和裂片区组成，易产生较多裂纹和微裂纹；而无损裂片则完全实现低温切割，不存在切割区，其切割面形貌明亮均匀，无激光加工的残留痕迹。
[0031]4、划片热影响区对比：
[0032]常规激光熔融裂片温度高，可产生80um
‑
130um的热影响区；无损裂片温度低，对电池片基本无硅基损伤。
[0033]5、电池效率损失对比：
[0034]常规激光熔融裂片(半片)可造成0.2％的效率损失；无损裂片(半片)的效率损失＜0.05％。
[0035]6、弯曲强度对比：
[0036]常规激光熔融裂片由于微裂纹较多，弯曲强度值较低；无损裂片则因其没有激光损伤、机械应力的接触，其弯曲强度值可提高10％
‑
40％，基本与整片的弯曲强度相当甚至更高。
[0037]7、焊接隐裂对比：
[0038]常规激光熔融裂片在裂片区存在较多的微裂纹，焊接后易产生隐裂缺陷，特别是高密度组件的焊接中隐裂缺陷更加明显；无损裂片无切割区和裂片区，焊接后隐裂缺陷比例可降低20％。
[0039]以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内，本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低太阳能电池效率损失的无损裂片方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，成品电池片拍照对位，确定需要切割的位置；第二步，高功率密度的脉冲激光在电池片待切割位置的两端开长度为0.5mm
‑
3mm的导向槽，引导电池片沿预定导向槽的方向裂开；第三步，连续激光+雾化冷却，连续激光将电池片表面加热到高温状态，在电池片表面产...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春梅，左燕，雷楠，周西勇，王琪，
申请(专利权)人：国家电投集团西安太阳能电力有限公司青海黄河上游水电开发有限责任公司国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：