一种太阳能电池切割设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能电池切割设备，包括用于承载电池的电池片承载装置；用于输出第一激光、并进行激光消融电池的表面钝化层、形成开槽的第一激光加工装置；用于输出第二激光、并在开槽中进行晶硅层切割的第二激光加工装置。采用本实用新型专利技术设备，对不同层匹配相应的激光加工装置分别加工，能够降低在钝化层切割过程中对硅本体表面损伤和热损失，进而降低效率损失。降低效率损失。降低效率损失。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池切割设备


[0001]本技术涉及太阳能电池切割领域，尤其涉及一种太阳能电池切割设备。

技术介绍

[0002]随着HJT、Topcon等钝化接触高效电池逐渐量产，加之半片和多分片技术已成为组件端的标配，且随着太阳电池转换效率越来越高，其切割效率损失越来越大，降低高效电池切割效率损失已经成为关注点。
[0003]目前太阳电池普遍采用激光一次或多次烧蚀配合机械掰片技术，或者激光加工诱导槽后冷热应力直接裂片(无损划片)技术等方式进行切割分片。一次或者多次激光烧蚀的处理方式，会导致电池表面出现一定面积的热影响区，且表面切割损伤层达到40～45％(相对深度)；而对于激光加工诱导槽后冷热应力裂片处理方式可以在一定程度上解决上述问题，但是对于HJT类温度敏感电池而言，其200℃左右的热裂温度，对于电池电性能损伤仍造成一定负面影响。

技术实现思路

[0004]本技术主要目的在于：提供一种太阳能电池切割设备，能够降低现有技术切割导致的边缘损伤和效率损失。
[0005]本技术所采用的技术方案是：一种太阳能电池切割设备，本设备包括：用于承载电池的电池片承载装置；用于输出第一激光、并进行激光消融电池的表面钝化层、形成开槽的第一激光加工装置；用于输出第二激光、并在开槽中进行晶硅层切割的第二激光加工装置。
[0006]按上述方案，所述的第一激光加工装置的激光源波长范围为266
‑
1064nm，激光脉宽为飞秒、皮秒或纳秒；
[0007]所述的第二激光加工装置的激光源的波长范围为266
‑
1064nm，激光脉宽为皮秒、纳秒或准连续、连续。
[0008]按上述方案，所述第一激光加工装置的激光源为紫外激光器，所述第二激光加工装置的激光源为绿光或者红外激光器。
[0009]按上述方案，所述的电池片承载装置上至少设有2个工位；所述的第一激光加工装置和第二激光加工装置依次设置在沿加工路径的两个工位的上方；或
[0010]所述的电池片承载装置上至少设有1个工位；所述的第一激光加工装置和第二激光加工装置采用直线式光路，沿加工路径一前一后设置，并位于同一工位的上方。
[0011]按上述方案，所述的电池片承载装置为转盘式加工台，设有台面和旋转点，所述台面与旋转点之间旋转连接使得台面绕旋转点旋转至所述工位。
[0012]按上述方案，所述的电池片承载装置为直线送料装置，所述的工位沿送料方向设置在直线送料装置上。
[0013]按上述方案，所述的直线送料装置为传送带或交互式台面。
[0014]按上述方案，所述的第一激光加工装置包括激光发生装置和激光扫描聚焦装置。
[0015]按上述方案，所述的激光发生装置和激光扫描聚焦装置之间还设有光路优化镜片。
[0016]按上述方案，所述的第二激光加工装置包括诱导槽激光加工装置和热应力激光加工装置。
[0017]本技术产生的有益效果是：
[0018]1、先采用第一激光加工装置对电池表面钝化层进行消融处理，得到开槽，然后采用第二激光加工装置在开槽区中进行激光切割操作，能够降低在钝化层切割过程中对硅本体表面损伤和热损失，进而降低效率损失。
[0019]2、激光光路可采用分离式，即两个激光分设在两个工位加工；也可采用直线式光路，即两个激光一前一后，设置在同一个工位上方，光路更为紧凑。
附图说明
[0020]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0021]图1是分离式光路的结构示意图；
[0022]图2是直线式光路的结构示意图；
[0023]图3为本技术一实施例的切割流程图。
[0024]图4为本技术一实施例与现有技术的切割效果对比图，其中(a)为本技术一实施例的切割效果，(b)为现有技术的切割效果。
[0025]图中：1
‑
第一激光，2
‑
第二激光，3
‑
电池片承载装置，4
‑
第一激光加工装置，5
‑
第二激光加工装置，6
‑
电池，6
‑1‑
表面钝化层，6
‑2‑
晶硅层，7
‑
开槽。
具体实施方式
[0026]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0027]本技术提供一种用于完成所述的高效电池切割方法的设备，本设备包括：电池片承载装置，用于承载电池；第一激光加工装置，用于输出第一激光，并进行激光消融电池的表面钝化层，形成开槽；第二激光加工装置，用于输出第二激光，并在开槽区中进行晶硅层切割。
[0028]本实施例中，第一激光加工装置和第二激光加工装置均为现有技术的激光加工模组，至少包括激光发生装置和激光扫描聚焦装置，还可以包括光路优化镜片，例如反射镜、扩束镜等。
[0029]第一激光加工装置和第二激光加工装置的布局可以为图1所示的分离式布局，所述的电池片承载装置3上至少设有2个工位3
‑
1；所述的第一激光加工装置和第二激光加工装置分设在两个工位的上方。其中第一激光1用作无损伤消融去除高效太阳能电池表面镀膜层，即减反射钝化层，形成开槽7。激光波长为266
‑
1064nm不限，更优选的为266
‑
532nm，脉宽为fs、ps。第二激光2 主要用作晶硅层6
‑
2即硅衬底材料切割；方式1：激光划线切割，激光波长为 266
‑
1064nm不限，脉宽为ps、ns，切割深度可根据工艺效果调整(0
‑
100％)，然后机
械掰片；方式2：采用激光加工诱导槽后冷热应力切割即为无损切割。
[0030]本实施例中，当切割采用激光开槽后冷热应力切割即无损切割时，所述的第二激光加工装置包括诱导槽激光加工装置和热应力激光加工装置。具体的，可以为专利CN202011347323.X设置的激光加工装置。
[0031]所述的电池片承载装置可以为转盘式加工台(转台)，所述的工位沿周向设置在转盘式加工台上。第一激光加工模组和第二激光加工模组设置在不同的台面上方(第一加工工位和第二加工工位)。当然，第一激光加工模组和第二激光加工模组也可同时设置在同一台面上方(加工工位)，在同一工位进行第一步和第二步的操作。转台的工作方式及上下料方式为现有技术，此处不再赘述，不同台面在不同的工位旋转，并进行相应的加工。
[0032]第一激光加工装置和第二激光加工装置的布局也可以为图2所示的直线式光路，所述的电池片承载装置上至少设有1个工位；所述的第一激光加工装置 4和第二激光加工装置5采用直线式光路，沿加工路径一前一后设置，并位于同一工位的上方，对电池6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池切割设备，其特征在于，本设备包括：用于承载电池的电池片承载装置；用于激光消融的第一激光加工装置；用于切割的第二激光加工装置；所述的第一激光加工装置的激光源波长范围为266
‑
1064nm，激光脉宽为飞秒或皮秒；所述的第二激光加工装置的激光源的波长范围为266
‑
1064nm，激光脉宽为皮秒或纳秒；所述的电池片承载装置上至少设有2个工位；所述的第一激光加工装置和第二激光加工装置依次设置在沿加工路径的两个工位的上方；或所述的电池片承载装置上至少设有1个工位；所述的第一激光加工装置和第二激光加工装置采用直线式光路，沿加工路径一前一后设置，并位于同一工位的上方。2.根据权利要求1所述的太阳能电池切割设备，其特征在于：所述第一激光加工装置的激光源为紫外激光器，所述第二激光加工装置的激光源为绿光或者红外激光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，朱凡，陆红艳，
申请(专利权)人：帝尔激光科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：