太阳能电池的多激光光斑加工方法及加工装置与流程

本发明涉及激光精密加工设备，具体而言，涉及一种太阳能电池的多激光光斑加工方法及加工装置。

背景技术：

1、随着科技的发展，太阳能电池产业技术已经非常成熟。降本增效一直是太阳能电池产业不断追求的目标。随着光伏技术的不断发展，太阳电池背钝化技术、选择性掺杂技术、组件半片技术等逐渐成为产线的标配技术。

2、在目前太阳电池背钝化、选择性发射极、半片等技术中，激光作为其中不可或缺的工具之一，已经在生产线普遍应用。

3、目前太阳能电池产业中的太阳能电池的激光加工方法普遍采用单激光光束单扫描头往复扫描加工方式，其缺点是单束激光单次固定激光能量仅能加工某个特定位置，如需根据工艺需求改变激光能量，需再进行重复雕刻扫描，增加了激光重复扫描加工时间和图形设置的复杂程度，而且加工效果难以保证，限制了太阳能电池激光工艺的二次开发，不利于激光技术应用的深度开发。

4、也就是说，现有技术中的太阳能电池的多激光光斑加工方法存在效率差、工艺适应性差的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种太阳能电池的多激光光斑加工方法及加工装置，以解决现有技术中的太阳能电池的多激光光斑加工方法存在效率差、工艺适应性差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池的多激光光斑加工方法，包括：激光发生系统发射的激光光束经分光和聚焦后在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，多个激光光斑的能量全部相同、部分相同或全部不同；激光光斑按照设定速度和扫描方向进行扫描加工，其中，扫描方向和多个激光光斑的排列方向一致，以使多个激光光斑依次到达同一加工位置。

3、进一步地，多个激光光斑的大小相同或不同。

4、进一步地，激光发生系统发射的激光光束经分光和聚焦后得到的多个激光光斑中：多个激光光斑的形状包括圆形、长方形和正方形中的一种；多个激光光斑的尺寸在6μm到500μm的范围内；多个激光光斑中相邻两个激光光斑的间距在0μm到10μm的范围内；多个激光光斑的数量为2个至6个。

5、进一步地，当多个激光光斑的能量全部不同时，多个激光光斑的能量呈递增或递减。

6、进一步地，太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对太阳能电池进行改性，其中，多个激光光斑的能量相同或呈递增，多个激光光斑的大小相等或呈递减。

7、进一步地，太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对太阳能电池膜层进行消融，其中，多个激光光斑的能量相同或呈递减，多个激光光斑的大小相同。

8、进一步地，太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对电池片进行激光选择性掺杂处理，包括：多个激光光斑的能量大于等于20μj且小于等于100μj，且多个激光光斑的能量相同或呈依次递增；当多个激光光斑的能量呈依次递增时，多个激光光斑中相邻两个激光光斑能量的增量为0-50μj；激光光斑的形状为方形且尺寸大于等于50μm且小于等于300μm；多个激光光斑中相邻两个激光光斑之间的间距在0μm到10μm的范围内。

9、进一步地，太阳能电池的多激光光斑加工方法方法包括perc电池片激光背钝化消融处理，包括：多个激光光斑的能量大于等于4μj且小于等于25μj，且多个激光光斑的能量相同或者呈依次递减；当多个激光光斑的能量呈依次递减时，多个激光光斑中相邻两个激光光斑能量的减量为0-7μj；激光光斑的形状为圆形且直径大于等于20μm且小于等于50μm；多个激光光斑中相邻两个激光光斑之间的间距在0μm到10μm的范围内。

10、根据本发明的另一个方面，提供了一种太阳能电池的多激光光斑加工装置，采用太阳能电池的多激光光斑加工装置实施上述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，太阳能电池的多激光光斑加工装置依次包括激光发生系统、光束分光系统和扫描聚焦系统；激光发生系统发射激光光束；光束分光系统接收激光发生系统发射的激光光束，并将激光光束分为多束，且多束激光光束之间的能量全部相同、部分相同或全部不同；扫描聚焦系统用于接收光束分光系统的多束激光光束，并将其在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，多个激光光斑之间的能量全部相同、部分相同或全部不同，并使多个激光光斑按照设定速度和扫描方向进行扫描加工，其中，扫描方向和多个激光光斑的排列方向一致，以使多个激光光斑依次到达同一加工位置。

11、进一步地，激光发生系统采用激光波长大于等于355nm且小于等于1064nm，功率大于等于10w且小于等于1000w的激光器。

12、进一步地，光束分光系统为衍射光学器件。

13、进一步地，扫描聚焦系统为振镜和场镜。

14、太阳能电池的多激光光斑加工方法太阳能电池的多激光光斑加工方法太阳能电池的多激光光斑加工方法太阳能电池的多激光光斑加工方法太阳能电池的多激光光斑加工方法

15、应用本发明的技术方案，太阳能电池的多激光光斑加工方法包括：激光发生系统发射的激光光束经分光和聚焦后在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，多个激光光斑的能量全部相同、部分相同或全部不同；激光光斑按照设定速度和扫描方向进行扫描加工，其中，扫描方向和多个激光光斑的排列方向一致，以使多个激光光斑依次到达同一加工位置。

16、太阳能电池的多激光光斑加工方法激光发生系统发射的激光光束经分光和聚焦后在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，多个激光光斑的能量全部相同、部分相同或全部不同，这样设置使得一束激光光束经过经分光和聚焦后形成多束激光光束，进而射在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，以使多个激光光斑对待加工基板进行加工，实现了多激光扫描加工的方式，有利于节省激光加工时间，增加实际产能。同时，由于多个激光光斑的能量可以是全部相同、部分相同或全部不同，这样可以针对不同的太阳能电池片加工技术，调整激光光斑的能量，以实现不同的加工效果。在光伏应用上实现了激光重掺杂工艺、激光消融等工艺的二次开发，提高加工效率，改善加工效果。

技术特征：

1.一种太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，多个所述激光光斑的大小相同或不同。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，所述激光发生系统(10)发射的所述激光光束经分光和聚焦后得到的多个所述激光光斑中：

4.根据权利要求1所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，当多个所述激光光斑的能量全部不同时，多个所述激光光斑的能量呈递增或递减。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，所述太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对太阳能电池进行改性，其中，多个所述激光光斑的能量相同或呈递增，多个所述激光光斑的大小相等或呈递减。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，所述太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对太阳能电池膜层进行消融，其中，多个所述激光光斑的能量相同或呈递减，多个所述激光光斑的大小相同。

7.根据权利要求5所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，所述太阳能电池的多激光光斑加工方法包括对电池片进行激光选择性掺杂处理，包括：

8.根据权利要求6所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，其特征在于，所述太阳能电池的多激光光斑加工方法方法包括perc电池片激光背钝化消融处理，包括：

9.一种太阳能电池的多激光光斑加工装置，其特征在于，采用所述太阳能电池的多激光光斑加工装置实施权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池的多激光光斑加工方法，所述太阳能电池的多激光光斑加工装置依次包括激光发生系统(10)、光束分光系统(30)和扫描聚焦系统(40)；

10.根据权利要求9所述的太阳能电池的多激光光斑加工装置，其特征在于，所述激光发生系统(10)采用激光波长大于等于355nm且小于等于1064nm，功率大于等于10w且小于等于1000w的激光器。

11.根据权利要求9所述的太阳能电池的多激光光斑加工装置，其特征在于，所述光束分光系统(30)为衍射光学器件。

12.根据权利要求9所述的太阳能电池的多激光光斑加工装置，其特征在于，所述扫描聚焦系统(40)为振镜和场镜。

技术总结
本发明提供了一种太阳能电池的多激光光斑加工方法及加工装置。太阳能电池的多激光光斑加工方法包括：激光发生系统发射的激光光束经分光和聚焦后在待加工基板上形成多个沿直线排列的激光光斑，多个激光光斑的能量全部相同、部分相同或全部不同；激光光斑按照设定速度和扫描方向进行扫描加工，其中，扫描方向和多个激光光斑的排列方向一致，以使多个激光光斑依次到达同一加工位置。本发明解决了现有技术中的太阳能电池的多激光光斑加工方法存在效率差、工艺适应性差的问题。

技术研发人员：张松,朱俊,黄海平,陆红艳,朱凡
受保护的技术使用者：帝尔激光科技（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12