用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法及系统，属于激光技术，其中，用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法包括：获取高斯光束和匀质光束；将所述高斯光束与所述匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，将高斯光束能量集中

【技术实现步骤摘要】
用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法及系统


[0001]本专利技术涉及激光加工
，特别涉及用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法及系统
。

技术介绍

[0002]钙钛矿为第三代太阳能电池中最具潜力的新型材料电池，处于技术转化成果的关键时期
。
钙钛矿光伏电池制备过程中需要不断涂覆叠加薄膜，并通过划线工艺将大片产品分割成小的子电池，而加工处成为死区，死区的面积会影响钙钛矿光伏电池的光电转化效率
。
[0003]目前激光刻蚀是最主流的划线工艺，但随着涂覆叠加薄膜的增加，激光刻蚀所需加工的膜层厚度越来越厚，组成成分越来越复杂，传统激光加工工艺形成的线槽宽度大，死区面积较大，且容易损伤衬底结构
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
[0005]第一方面，本专利技术提供用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法，包括，获取高斯光束和匀质光束；将高斯光束与匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀
。
[0006]根据本专利技术实施例提供的用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法，至少具有如下有益效果：传统激光加工工艺采用单高斯光束进行刻蚀，由于高斯光束的光束中心的能量密度高于边缘的能量密度，通过高斯光束刻蚀而形成的线槽具有一定锥度，加工的膜层厚度越大，锥度越明显，因此单高斯光束加工易使得线槽的宽度增大，且高斯光束的能量较大，易损伤衬底结构，该用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法先获取高斯光束和匀质光束，通过高斯光束与匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，有利于将高斯光束能量集中
、
效率快的优势与匀质光束能量均匀
、
精度高的优势相结合，利用高斯光束去除待刻蚀层，匀质光束可用于对线槽的边沿进行精加工，以使得线槽的边沿更平整，有利于提高加工精度，且高斯光束与匀质光束的叠加，相较于单独使用高斯光束而言，有利于减小线槽的宽度，从而减小死区面积，有利于提高钙钛矿光伏电池的光电转化效率，并降低损伤衬底结构的风险
。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，将高斯光束与匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，包括：
[0008]在
P1
激光刻蚀中，高斯光束与匀质光束叠加对底电极层进行刻蚀
。
[0009]具体的，在
P1
激光刻蚀中，需要在基底上对底电极层进行刻蚀，且不能损伤基底，该用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法通过高斯光束与匀质光束叠加对底电极层进行刻蚀，通过高斯光束能量集中的特点，有利于划开底电极层，保障加工的效率，通过匀质光束的叠加，有利于对线槽的边沿进行精加工，以使得线槽的边沿更为平整，降低短路的风险，且相较于单独采用高斯光束加工而言，有利于减小线槽的加工宽度
。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，将高斯光束与匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻
蚀，包括：
[0011]在
P2
激光刻蚀中，高斯光束与匀质光束叠加对钙钛矿吸光层进行刻蚀
。
[0012]具体的，在
P1
激光刻蚀中，要求在底电极层上对钙钛矿吸光层进行划线加工，使得底电极层暴露且不损伤，钙钛矿层包括电子传输层
、
钙钛矿层和空穴传输层，该用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法通过高斯光束与匀质光束叠加对钙钛矿吸光层进行刻蚀，通过高斯光束能量集中的特点，有利于划开钙钛矿吸光层，保障划线加工效率，通过匀质光束的叠加，有利于对线槽的边沿进行精加工，以使得线槽的边沿更为平整，降低短路的风险，且相较于单独采用高斯光束加工而言，有利于减小线槽的加工宽度
。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，将高斯光束与匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，包括：
[0014]在
P3
激光刻蚀中，高斯光束与匀质光束叠加对顶电极层和部分钙钛矿吸光层进行刻蚀；
[0015]通过匀质光束对剩余的钙钛矿吸光层进行刻蚀
。
[0016]考虑到在
P3
激光刻蚀中，需要对底电极层上的顶电极层和钙钛矿吸光层进行划线加工，使得底电极层暴露且不损伤底电极层，且顶电极层和钙钛矿吸光层的叠加厚度较大，为了减小线槽的宽度和锥度，并确保加工效率，该用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法采用两次加工的方式，首先采用高斯光束与匀质光束叠加对顶电极层和部分钙钛矿吸光层进行粗加工，从而去除顶电极层和部分钙钛矿吸光层，对于底部残留的钙钛矿吸光层，可选用匀质光束进行刻蚀，从而可降低损伤底电极层的风险，且有利于对线槽的边沿进行精加工，相较于单高斯光束加工而言，有利于减小线槽的宽度，从而减小死区面积，提高钙钛矿光伏电池的光电转化效率，该用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法可单独选用匀质光束进行精加工处理，对较厚膜层的多次划线加工
。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，满足以下条件的至少之一：在
P1
激光刻蚀中，高斯光束的能量占比为
50
％
‑
80
％
。
[0018]在
P1
激光刻蚀中，高斯光束的能量占比为
50
％
‑
80
％，即高斯光束的能量占比较匀质光束而言更高，有利于确保在
P1
激光刻蚀中的加工效率，有利于实现对底电极层的去除，匀质光束的叠加有利于对线槽的边沿进行精加工，从而减少线槽边沿的毛刺，提高加工精度，且有利于使得线槽边沿更为平整，有利于降低损伤基底的风险
。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，在
P2
激光刻蚀中，高斯光束的能量占比为
60
％
‑
90
％
。
[0020]在
P2
激光刻蚀中，由于待刻蚀的钙钛矿吸光层的膜层厚度较大，因此可适当提高高斯光束的能量占比，使得高斯光束的能量占比为
60
％
‑
90
％，以确保对钙钛矿吸光层刻蚀的效率，匀质光束的叠加有利于对线槽的边沿进行精加工，从而减少线槽边沿的毛刺，提高加工精度，且有利于使得线槽边沿更为平整，有利于降低损伤底电极层的风险
。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，在
P3
激光刻蚀中，高斯光束的能量占比为
90
％
‑
100
％
。
[0022]在
P3
激光刻蚀中，由于待刻蚀的顶电极和钙钛矿吸光层的膜层厚度较厚，因此在第一次划线加工中，可适当提高高斯光束的能量占比，使得高斯光束的能量占比为
90
％
‑
100
％，以确保对钙钛矿吸光层刻蚀的效率，匀质光束的叠加有利于对线槽的边沿进行精加工，从而减少线槽边沿的毛刺，提高加工精度，且有利于使得线槽边沿更为平整，有利于降低损伤底电极层的风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于钙钛矿光伏电池的激光加工方法，其特征在于，包括：获取高斯光束和匀质光束；将所述高斯光束与所述匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀
。2.
根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述将所述高斯光束与所述匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，包括：在
P1
激光刻蚀中，所述高斯光束与所述匀质光束叠加对底电极层进行刻蚀
。3.
根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述将所述高斯光束与所述匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，包括：在
P2
激光刻蚀中，所述高斯光束与所述匀质光束叠加对钙钛矿吸光层进行刻蚀
。4.
根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述将所述高斯光束与所述匀质光束叠加对待刻蚀层进行划线刻蚀，包括：在
P3
激光刻蚀中，所述高斯光束与所述匀质光束叠加对顶电极层和部分钙钛矿吸光层进行刻蚀；通过所述匀质光束对剩余的钙钛矿吸光层进行刻蚀
。5.
根据权利要求2所述的激光加工方法，其特征在于，在
P1
激光刻蚀中，所述高斯光束的能量占比为
50
％
‑
80
％
。6.
根据权利要求3所述的激光加工方法，其特征在于，在
P2
激光刻蚀中，所述高斯光束的能量占比为
60
％
‑
90
％
。7.
根据权利要求4所述的激光加工方法，其特征在于，在
P3
激光刻蚀中，所述高斯光束的能量占比为
90
％
‑
100
％
。8.

【专利技术属性】
技术研发人员：裴冠森，周宇超，徐有行，邓波，尤东，
申请(专利权)人：海目星激光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：