本发明专利技术公开了一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法和装置，属于晶体硅太阳能电池边缘隔离的处理技术领域，为了解决现有离子刻蚀技术存在过刻、钻刻及不均匀的问题，在基件边缘四周内侧用激光刻蚀一定深度和宽度的沟槽，该沟槽必须穿透活性层与硅基体界面的PN结，将太阳能电池四周的漏电区与环形刻蚀沟槽区域隔离开来。通过视觉定位系统对基体边缘进行识别，控制系统通过数据线连接视觉定位系统和激光器光路扫描系统，控制系统控制激光器的激光头在基体边缘四周刻蚀一圈，形成环型沟槽。本发明专利技术去除了扩散后太阳能电池边缘的PN结，降低生产成本，提高晶体硅太阳能电池生产过程中的良品率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池及生产方法，属于晶体硅太阳能电池边缘隔离的处理技术，具体来说是一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的处理方法，此外，本专利技术还涉及执行该方法的装置。
技术介绍
目前，晶体硅太阳能电池在扩散制PN结工艺过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺，该方法技术成熟、产量大，但存在过刻、钻刻及不均勻的现象，不仅影响电池的转换效率，而且导致电池片蹦边、色差、漏电流大与缺角等不良率上升；同时在刻蚀过程中消耗大量的化学物质，造成运行成本较高。
技术实现思路
针对现有离子刻蚀技术存在过刻、钻刻及不均勻的缺陷，本专利技术旨在提供一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法，该方法可以去除扩散后太阳能电池边缘的PN 结，降低生产成本，提高晶体硅太阳能电池生产过程中的良品率，并实现全自动的连续生产，减少中间环节。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是所述用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法，其结构特点是，在晶体硅太阳能电池基件的边缘四周内侧形成环形刻蚀沟槽，该沟槽穿透基件的的抗反射层、扩散层和硅基体界面的PN结，将晶体硅太阳能电池四周的漏电区与环形刻蚀沟槽区域隔离开来。所述沟槽是在基体边缘四周形成宽20 μ m 100 μ m，深5 μ m 50 μ m，靠外边缘一侧距离太阳能电池基体边缘10 150 μ m的环型沟槽。所述激光边缘隔离的方法的具体处理步骤为a、电池片通过皮带传送系统运送到第一工位和第二工位，相应工位的视觉定位系统对基片边缘进行识别，将识别出的数据信息通过数据线传送给控制系统；b、控制系统根据基片边缘位置及控制软件设定的参数，将信号通过数据线传送给激光器和相应的激光扫描聚焦系统；激光器将产生的脉冲激光通过分光镜和反射镜传送给激光扫描聚焦系统，控制系统控制激光在距离电池片的边缘ΙΟμπι ΙΟΟμπι处刻蚀一周。进一步地，所述激光刻蚀的工艺参数为聚斑直径20 50 μ m，激光频率10 50KHz，脉冲能量为20 IOOuJ/脉冲，单位面积功率为3 60J/cm2，波长260 1065nm, 脉冲持续时间在1 300ns，激光扫描速度100 1000mm/s。更进一步地，所述激光刻蚀的工艺参数优选为聚斑直径20 35 μ m,激光频率 20 40KHz，脉冲能量为20 IOOuJ/脉冲，单位面积功率为10 60J/cm2，波长为532nm，脉冲持续时间在50 100ns，激光扫描速度100 1000mm/s。相应地，本专利技术提供了一种实现上述用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离方法的装置，包括第一工位和第二工位，其结构特点是，所述第一工位上方设有第一工位激光扫描聚焦系统，该第一工位激光扫描聚焦系统内设有分光镜；所述第二工位上方设有第二工位激光扫描聚焦系统，该第二工位激光扫描聚焦系统内设有反射镜；所述第一工位激光扫描聚焦系统和第二工位激光扫描聚焦系统一侧设有激光器，该激光器与控制系统电连接，该控制系统与第一工位相连。为了将产生的杂质进行吸取或者吹扫干净，防止污染基片，所述第一工位激光扫描聚焦系统内设有第一工位吸杂装置；所述第二工位激光扫描聚焦系统内设有第二工位吸Tpi^QtM.。更进一步地，所述第一工位和第二工位均置于皮带传送系统上，该皮带传送系统与控制系统相连。另外，本专利技术还提供了一种上述的用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离方法的装置，包括多个工位，所述多个工位上方设有相应的激光扫描聚焦系统，各激光扫描聚焦系统上方分别设有一个激光器；所述各激光器与控制系统电连接，该控制系统与各工位相连。例如，设置第一工位和第二工位，所述第一工位上方设有第一工位激光扫描聚焦系统，该第一工位激光扫描聚焦系统上方设有第一工位激光器；所述第二工位上方设有第二工位激光扫描聚焦系统，该第二工位激光扫描聚焦系统上方设有第二工位激光器；所述激光器与控制系统电连接，该控制系统与第一工位相连。进一步地，本专利技术还提供了一种上述的用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离方法的装置，该装置只包括第一工位，所述第一工位上方设有第一工位激光扫描聚焦系统，该第一工位激光扫描聚焦系统内设有分光镜；所述第一工位激光扫描聚焦系统一侧设有激光器，该激光器与控制系统电连接，该控制系统与第一工位相连。当然，也可以不设置分光镜，直接将激光器设置在激光扫描聚焦系统上方。此外，为了提高生产效率，所述工位可以为多个。籍由上述结构，通过一种激光刻蚀加工沟槽的方法加以解决，所述沟槽具有穿透抗反射层和扩散层，基件边缘四周内侧的环形刻蚀沟槽。在基件边缘四周内侧用激光刻蚀一定深度和宽度的沟槽，该沟槽必须穿透活性层与硅基体界面的PN结，将太阳能电池四周的漏电区与环形刻蚀沟槽区域隔离开来。通过视觉定位系统对基体边缘进行识别，控制系统通过数据线连接视觉定位系统和激光器光路扫描系统，控制系统根据接收到的基体边缘数据图像控制激光器的激光头动作，激光束在基体边缘四周刻蚀一圈，将刻蚀的沟槽精确刻蚀在基体的边缘，形成环型沟槽。该方法和装置通过环型沟槽物理隔离，去除扩散后太阳能电池边缘的PN结，降低生产成本，提高晶体硅太阳能电池生产过程中的良品率，并实现全自动的连续生产，减少中间环节。本专利技术给出了优点以及优选形式，以下将对其进行详细解释，其间将参照说明内容来表达相关权利要求。以下所述特征中有一些尽管只解释一次，但这些特征既适用于所述的方法，也适用于所述的装置。根据本专利技术所述，在基体边缘四周内侧用激光刻蚀环形沟槽，产生的沟槽穿透防反射层和扩散层直达PN结下方。可以通过视觉定位系统对基体边缘进行识别，控制系统通过数据线连接视觉定位系统和激光器光路扫描系统，控制系统根据接收到的基体边缘数据图像控制激光器的激光头动作，激光束在基体边缘四周刻蚀一圈，将刻蚀的沟槽精确刻蚀在基体的边缘，形成环型沟槽。备选地也可采用机械定位方式。其间可以适当选择激光的脉冲能量，使得可以形成20 100 μ m宽，5 50 μ m深，靠边缘一侧距离基体边缘 10 150 μ m的沟槽，减少激光刻蚀产生的热效应对电池片表面损伤。激光波长在260nm 1065nm之间，优选532nm端面泵浦激光，每个脉冲的单位面积的功率密度在3 60J/cm2之间，脉冲持续时间在Ins 300ns，优选在50 100ns。在激光刻槽过程中，产生的挥发物和飞溅物杂质将污染电池片的表面，影响电池片的效率。在基片加工的上方安装吸杂装置， 除掉激光刻蚀产生的挥发物和飞溅物杂质，也可在基片旁边安装吹扫装置，将产生的微小碎屑清除干净，吹扫气体可采用N2、压缩空气、氩气等非易燃气体，优选N2气。上述用来执行本方法的装置具有至少一个带激光的加工站，也可配置多个激光加工站，或者通过分光镜分成多路激光，减少激光器数量，提高生产效率，降低设备成本。还可配置全自动的输送系统，可将前道工序丝印-烧结、后道工序测试分选衔接在一起，实现在线生产，减少中间环节，降低生产成本。与现有离子刻蚀技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术去除了扩散后太阳能电池边缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法，其特征是，在晶体硅太阳能电池基件的边缘四周内侧形成环形刻蚀沟槽（２１），该沟槽（２１）穿透基件的抗反射层（２２）、扩散层（２３）和硅基体界面的ＰＮ结（２４），将晶体硅太阳能电池四周的漏电区与环形刻蚀沟槽（２１）区域隔离开来。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红江，魏唯，王慧勇，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：43
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