薄膜太阳能电池激光划线装置及激光划线方法与流程

本发明主要涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池激光划线装置及激光划线方法。

背景技术：

1、激光划线装置是薄膜太阳能电池制造中必不可少的关键设备，其用于对沉积后的薄膜通过激光刻线形成内部多节子电池相互连接的结构，其原理是将特定能量及脉冲频率的激光束聚焦在需要刻划的膜层上，利用激光束与膜层相互作用产生的热效应、热应力等物理过程使辐射区域的膜层去除。在激光划线刻蚀过程中，激光能量可能会超出蚀刻阈值，对非刻划膜层产生影响，为了减少这种现象，可采用多次、小能量进行刻划，但多次刻划使得激光划刻效率不高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种薄膜太阳能电池激光划线装置及激光划线方法，解决单次刻划效率高但会破坏下方膜层，多次刻划安全但是效率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池激光划线装置，包括：光学系统，包括依次放置的激光器、扩束准直镜、多个偏振分光棱镜、多个聚焦镜和多个全反射镜；基片工作台，用于将待划线的膜层设置在所述聚焦镜下方；其中，每个所述偏振分光棱镜用于将一束激光分为传播方向互相垂直的两束激光，分出的其中一束激光进入相邻的偏振分光棱镜，另一束激光经过所述聚焦镜后对所述膜层进行划线；每个聚焦镜的输出光路上设置一全反射镜，所述全反射镜位于所述膜层下方，所述全反射镜用于将透过所述膜层的激光反射到相邻划线位置。

3、可选地，所述激光器、所述扩束准直镜和所述多个偏振分光棱镜沿第一方向放置，所述第一方向与划线方向呈直角或锐角。

4、可选地，还包括波片，所述波片位于所述激光器和所述扩束准直镜之间，所述波片用于将所述激光器产生的第一激光束转换为第二激光束，所述第一激光束与所述第二激光束的类型不同。

5、可选地，所述第一激光束为椭圆偏振光或圆偏振光，所述第二激光束为线偏振光。

6、可选地，所述波片为λ/4波片。

7、可选地，所述第一激光束的功率为3~6w。

8、可选地，进入所述聚焦镜的激光束的功率相等。

9、可选地，进入所述聚焦镜的激光束的功率小于等于1w。

10、可选地，还包括全反射镜控制模块，所述全反射镜控制模块用于根据相邻划线的间距调整所述全反射镜的角度，使得透过所述膜层的激光反射到相邻划线位置。

11、为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池激光划线方法，借助于如上所的薄膜太阳能电池激光划线装置实现，包括：将待划线的膜层固定所述基片工作台上；启动所述激光器，所述激光器发出的第一激光束经过所述扩束准直镜后进入所述多个偏振分光棱镜，形成多束相互平行的第三激光束；控制所述基片工作台带动所述膜层沿划线方向运动，使得所述第三激光束经过所述聚焦镜后对所述膜层进行划线，且透过所述膜层的激光反射到相邻划线位置，对相邻划线位置进行划线。

12、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、本发明的薄膜太阳能电池激光划线装置及激光划线方法，利用了在每个分光光路下方设置一全反射镜，调整角度至反射到相邻划线位置，加工平面相对运动形成划线。每个划线区域都有上下两束光同时作用，使得刻划膜层分解更充分，不易残留，提高了激光划线效率。由于充分利用了单束光能量，使得该工艺下刻划的激光能量较小，故对下方膜层的破坏更小。

技术特征：

1.一种薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，所述激光器（21）、所述扩束准直镜（22）和所述多个偏振分光棱镜（23）沿第一方向放置，所述第一方向与划线方向呈直角或锐角。

3.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，还包括波片（26），所述波片（26）位于所述激光器（21）和所述扩束准直镜（22）之间，所述波片（26）用于将所述激光器（21）产生的第一激光束转换为第二激光束，所述第一激光束与所述第二激光束的类型不同。

4.如权利要求3所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，所述第一激光束为椭圆偏振光或圆偏振光，所述第二激光束为线偏振光。

5.如权利要求3所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，所述波片为λ/4波片。

6.如权利要求3所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，所述第一激光束的功率为3~6w。

7.如权利要求6所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，进入所述聚焦镜（24）的激光束的功率相等。

8.如权利要求7所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，进入所述聚焦镜（24）的激光束的功率小于等于1w。

9.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池激光划线装置，其特征在于，还包括全反射镜控制模块，所述全反射镜控制模块用于根据相邻划线的间距调整所述全反射镜的角度，使得透过所述膜层的激光反射到相邻划线位置。

10.一种薄膜太阳能电池激光划线方法，借助于如权利要求1~9任一项所的薄膜太阳能电池激光划线装置实现，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种薄膜太阳能电池激光划线装置及激光划线方法，激光划线装置，包括光学系统和基片工作台，光学系统包括依次放置的激光器、扩束准直镜、多个偏振分光棱镜、多个聚焦镜和多个全反射镜；基片工作台用于将待划线的膜层设置在所述聚焦镜下方；其中，每个所述偏振分光棱镜用于将一束激光分为传播方向互相垂直的两束激光，分出的其中一束激光进入相邻的偏振分光棱镜，另一束激光经过所述聚焦镜后对所述膜层进行划线；每个聚焦镜的输出光路上设置一全反射镜，所述全反射镜位于所述膜层下方，所述全反射镜用于将透过所述膜层的激光反射到相邻划线位置。本发明的每个划线区域都有上下两束光同时作用，提高了激光划线效率。

技术研发人员：杨蒙蒙
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15