激光技术在薄膜太阳能电池片制造设备中的应用探索

激光技术在光伏电池生产中的应用研究
黄帅;聂勇强;张赟;陈森
【期刊名称】《光源与照明》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】光伏电池作为一种清洁、可持续的能源转换技术,正逐渐崛起为能源领域的重要一环,随着全球对可再生能源需求的不断增长。

文章通过对激光技术在光伏
电池制造中的独特优势进行综合分析,对激光技术在光伏电池生产工艺中的关键应
用进行了深入探讨,详细介绍了激光技术在提高光伏电池转换效率、降低生产成本、提高生产线灵活性等方面的积极作用,并对激光技术在光伏电池切割、背电极蚀刻、局部火花加工等方面的应用进行了详细介绍。

同时,提出了一系列技术改进和发展
方向,为推动光伏产业发展、提升电池制造水平提供了理论支撑和实践指导。

【总页数】3页(P147-149)
【作者】黄帅;聂勇强;张赟;陈森
【作者单位】隆基绿能科技股份有限公司西咸新区分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM914
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超快激光在光伏电池中的应用研究近年来，光伏电池技术迅速发展，成为人们追逐的焦点。

然而，由于光伏电池的材料制作过程中存在一定难点，致使其效率低下，或者成本较高。

因此，科学家们一直在致力于研究与改善光伏电池材料的制作方法和效率，从而实现更加高效可靠的光伏电池技术。

而超快激光技术的发展和成熟，为科学家们提供了一个全新的解决方案。

超快激光技术是一种高能的激光技术，其脉冲时间极短，能量较强，适合用于高精度的微观物质加工。

特别是近些年来，超快激光被广泛应用于光伏电池材料制备和改善研究，其应用范围逐渐扩展。

一、超快激光在光伏电池中的应用超快激光可以在光伏电池的材料生产过程中进行精密加工，可以有效地提高光伏电池的转换效率。

1. 光伏电池材料制备超快激光对于光伏电池材料的制备有很大的作用。

在制备过程中，超快激光可以对所需材料进行高精度的加工，使得材料能够更好地吸收光能，从而提高光伏电池的转换效率。

2. 光伏电池生产过程控制利用超快激光来进行光伏电池的生产过程控制，可以精准地控制光伏电池内部材料的分布和构成。

这一过程可以使得光伏电池内部的能量转换更加高效，从而提高电池的转换效率。

二、超快激光对光伏电池的优势1. 提高光伏电池的转换效率超快激光技术能够对光伏电池的材料进行加工，并精确地控制材料内部的分布，从而提高了光伏电池的转换效率。

与传统材料制备方法相比，超快激光技术可以使得光伏电池的电池效率提高3-4%。

2. 缩短生产周期超快激光技术能够快速地进行材料加工，从而缩短整个光伏电池的生产周期。

与传统生产方法相比，利用超快激光的生产方式可以缩短生产周期3-4倍。

3. 提高材料品质超快激光技术在光伏电池材料加工过程中，可以使得材料微观结构更加均匀，从而提高了材料品质。

这一过程使得光伏电池更加稳定、耐用，对长期使用的有效性也更高。

三、超快激光技术在光伏电池中的潜力1. 降低光伏电池制造成本超快激光技术在光伏电池的材料制备和处理过程中，能够快速、精确地加工材料，从而缩短生产周期，提高制造效率，同时降低制造成本，更加环保。

太阳能电池激光加工工艺
太阳能电池是一种能够将光能转化为电能的装置，而激光加工工艺是太
阳能电池加工中的一种重要方法。

激光加工工艺的核心在于激光束的聚焦和扫描。

激光束通过透镜聚焦在
太阳能电池片上，通过对太阳能电池片进行扫描，可以去除太阳能电池片上
的杂质，提高太阳能电池片的光吸收率。

激光加工工艺的优点在于生产效率高、对设备要求低、加工精度高、对
材料的要求相对较低。

激光加工工艺已经被广泛应用于太阳能电池的制造中，尤其是在太阳能电池片的表面去除杂质和提高光吸收率方面。

同时，激光加工工艺也存在一些缺点，例如需要高热量的激光束、对设
备的清洁和维护要求高、对材料的要求相对较高等。

因此，在实际应用中需
要根据具体情况选择适合的激光加工工艺。

激光加工工艺是太阳能电池制造中的一种重要方法，可以提高太阳能电
池的光吸收率，提高生产效率，降低生产成本。

随着激光技术的不断发展，
激光加工工艺也在不断地被优化和完善。

光电子技术在新能源领域中的应用研究现代社会对新能源的需求越来越大，人们希望能够使用更加清洁、环保的能源来满足生产和生活的需求。

在新能源的发展过程中，光电子技术的应用已经成为了一个不可或缺的部分。

本文将从几个方面来研究光电子技术在新能源领域中的应用。

一、太阳能光电技术太阳能光电技术是目前应用最广泛的光电技术之一，它利用光电转换原理将太阳能转化为电能，从而实现清洁能源的利用。

太阳能电池板是太阳能光电技术的核心部分，其制作采用半导体材料技术。

太阳能电池板可以分为多晶硅、单晶硅和非晶硅等多种类型，其中单晶硅制作成本较高，但效率较高，非晶硅制作成本较低，但效率较低。

太阳能电池板在应用中可以直接用于发电，也可以与储能设备配合使用，形成光伏发电系统，为家庭和企业提供稳定、可靠的电力支持。

二、激光技术在新能源领域中的应用激光技术是目前应用范围最广泛、发展速度最快的新型技术之一，其应用领域也非常广泛。

在新能源领域中，激光技术主要用于太阳能光伏板的制造。

在太阳能光伏板的制造过程中，激光技术可以用于切割硅片、薄化硅片以及微细加工等，可以提高制造效率和产品品质，降低生产成本。

三、LED照明技术LED照明技术是一种新型能源节约型照明技术，它采用LED发光芯片作为光源，具有低功耗、高效率、寿命长、色彩丰富等特点。

与传统照明相比，LED照明可以节约50%以上的能耗，并且具有环境保护、安全可靠等优点。

目前，LED照明已经广泛应用于家庭照明、商业照明、工业照明等领域，成为新能源领域中一个不可或缺的部分。

四、光伏输电技术在传统发电产生的电力中，电力输送过程中存在大量的能量损耗，同时还存在输电距离受限等问题。

而光电子技术在新能源领域中的另一项应用是光伏输电技术，通过太阳能发电，将能量转化为电能，然后通过高压DC输送到目的地，利用全球电网的技术优势，实现更高效、更稳定的电力输送。

总之，光电子技术在新能源领域中的应用将会越来越广泛和重要，它是新能源技术发展的重要支撑，并将成为新能源产业链条中的重要环节。

激光能在太阳能光电转换中的应用太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，日益受到人们的青睐和关注。

然而，尽管太阳能的利用前景广阔，但是其效率却一直是一个制约因素。

为了提高太阳能的光电转换效率，研究人员开始探索激光在太阳能光电转换中的应用。

激光作为一种高度聚焦、高能量密度的光源，具有许多独特的优势，可以帮助提高太阳能电池的效率和性能。

首先，激光在太阳能光电转换中的应用可以提高光伏电池的光吸收效率。

光伏电池是将太阳能直接转化为电能的装置，其效率取决于其对太阳光的吸收程度。

然而，由于太阳光的光谱分布较宽，光伏电池只能吸收其中的一部分光线，而大部分光线并不能被有效利用。

利用激光作为光源可以实现对光线的精确调控和聚焦，使得光伏电池可以吸收更多的光线，从而提高光伏电池的光电转换效率。

其次，激光可以帮助克服光伏电池表面缺陷对性能的影响。

光伏电池表面的缺陷会导致光线的反射和散射，降低光伏电池的光吸收效率。

利用激光可以实现对光伏电池表面缺陷的定向修复和光学增强，使得光伏电池表面更加光滑和均匀，减少光线的反射和散射，提高光伏电池的光电转换效率。

此外，激光在太阳能光电转换中的应用还可以帮助提高光伏电池的电流输出和稳定性。

激光可以实现对光伏电池内部电子输运的精确控制，减少电子的复合和散射损耗，提高电子的传输效率和载流子寿命，从而增加光伏电池的电流输出和稳定性。

此外，激光还可以实现对光伏电池的局部加工和修复，帮助光伏电池实现局部优化和增强，提高其整体性能和可靠性。

总的来说，激光在太阳能光电转换中的应用具有巨大的潜力和应用前景。

通过充分利用激光的高能量密度、高空间分辨率和高光学控制能力，可以帮助提高太阳能光电转换的效率和性能，推动太阳能技术的发展和应用。

未来，随着激光技术的不断进步和发展，相信激光在太阳能光电转换中的应用将会得到进一步拓展和深化，为解决能源危机和环境污染问题发挥重要作用。

激光在太阳能光伏电池上的应用新型电池片时代来临，TOPCon、HJT、XBC等效率潜力更大的新型电池新技术纷纷涌现。

激光是光伏电池实现降本增效的有效技术，在刻蚀、开槽、掺杂、修复以及金属化等领域均体现出相较于传统技术的明显优势，激光技术在各类电池技术中都有广阔的发展空间。

一、激光技术的应用在光伏元件制造过程中，需要使用激光对硅片进行打薄、切割、塑形等工序。

激光可以将自身所蕴含的大量能量集中到横截面积很小的范围内释放，极大程度上提高了能量的利用效率，使其可以对较为坚硬的物质进行加工。

同时，激光的高能特性使之具有超高的温度，这可以在工作人员的精密控制下对硅片及附着物质进行灼烧，形成电池边缘掺杂或是对光伏元件表面进行镀膜，提高光伏电池的发电能力与太阳能利用能力，使用激光源作为主要光源，降低发电成本，从根本上提升光伏发电的效率。

激光技术在PERC电池端的应用主要包括激光掺杂（SE）、激光消融、激光划片等，激光消融和激光掺杂已经成为标配性技术。

此外，激光在光伏电池端还有部分小众型应用，如激光MWT打孔、LID/R修复等，具体来看：一是激光掺杂设备：SE为选择性发射极，在前道扩散工序产生的磷硅玻璃层的基础上，利用激光的可选择性加热特性，在电极栅线与硅片接触部位进行高浓度磷掺杂，形成n++重掺杂区。

激光掺杂可提高电极接触区域的掺杂浓度，降低接触电阻。

二是激光消融设备：利用激光对钝化膜精密刻蚀，实现微纳级高精度的局部接触。

该工艺为PERC技术增强钝化的核心工艺之一，同时要求激光加工具有精确的能量分布、作用时间控制以及脉冲稳定性。

PERC技术可使单晶电池光电的转换效率从20.3%提升至21.5%。

三是其他设备：①MWT打孔设备：应用金属穿孔卷绕技术进行激光打孔，将电池正面电极搜集的电流通过孔洞中的银浆引导背面，而消除正面电极的主栅线，从而减少正面栅线的遮光。

由于MWT电池较为小众，该设备仅在日托光伏等企业有少量应用。

光刻机技术在太阳能光伏中的应用太阳能光伏技术作为可再生能源的重要组成部分，正逐渐成为全球能源的热门话题。

其中，光刻机技术在太阳能光伏的制造过程中扮演着关键的角色。

本文将探讨光刻机技术在太阳能光伏中的应用，从制造工艺、优势及挑战等方面进行阐述。

一、光刻机技术的作用和原理光刻机技术是一种在光敏薄膜上进行图形转移的技术，通过使用光刻胶和掩膜等设备，将所需的图案投影到光敏薄膜上。

它主要包括照明、感光、显影等步骤，最终形成具有特定结构和图案的光敏薄膜。

在太阳能光伏制造过程中，光刻机技术的主要作用是制造光伏电池的器件结构，例如电极、接触网格等。

通过精确的光刻技术，可以实现微米级的电极结构制作，提高太阳能电池的效率和产量。

二、光刻机技术在太阳能光伏中的应用1. 制造电池结构：通过光刻机技术，可以制作出电极、接触网格等器件结构，这些结构的精细度和形态对太阳能电池的性能影响很大。

精确的电极结构可以更好地收集光能，提高光电转换效率。

而合理设计的接触网格可以减少光电导热的损失，进一步提高电池的效率。

2. 制备掩膜：掩膜是光刻机技术中关键的辅助材料，通过光刻机可以将所需的图案投影到掩膜上，然后再将图案转移到光敏薄膜上。

掩膜的精确制备可以保证光刻工艺的准确性和稳定性。

3. 提高生产效率：光刻机技术的自动化和高精度特性，极大地提高了太阳能光伏制造的生产效率。

相比传统人工制作，使用光刻机可以实现自动化生产，减少人工操作，大大提高了产品的制造速度和一致性。

4. 技术进步及研究：光刻机技术的快速发展，推动了太阳能光伏技术的进步。

研究人员可以借助光刻机技术制造不同结构的光伏电池，探索更高效的光电转换材料，提高太阳能光伏的效率。

三、光刻机技术的优势和挑战1. 优势：光刻机技术具有高精度、高效率、量产能力强的优势。

它可以实现微米级别的结构制造，提高太阳能光伏的效率和产量。

同时，自动化生产使得工艺更稳定，减少了人为操作的影响，降低了制造成本。

太阳能电池片激光刻蚀工艺随着能源危机的加剧和环境污染的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注。

而太阳能电池作为太阳能利用的关键设备，其效率和性能的提升对太阳能发电的发展至关重要。

而在太阳能电池的制造过程中，激光刻蚀工艺被广泛应用，可以提高电池片的光电转换效率。

太阳能电池片通常由硅材料制成，硅材料的光电转换效率取决于其表面的纹理和反射率。

而传统的刻蚀工艺采用酸蚀或碱蚀的方法，存在刻蚀不均匀、污染环境等问题。

相比之下，激光刻蚀工艺具有刻蚀速度快、刻蚀深度可控、无污染等优势，因此被广泛应用于太阳能电池片的制造中。

激光刻蚀工艺的基本原理是利用激光的高能量密度和聚焦性，通过光与物质的相互作用，将物质表面的部分材料蒸发或熔化，从而形成所需的微细结构。

在太阳能电池片的制造过程中，激光刻蚀被用于制造前表面纹理和背表面反射镀膜。

首先是制造前表面纹理。

太阳能电池片的前表面需要具有一定的纹理结构，以增加光的入射角度，提高光的吸收率。

激光刻蚀工艺可以通过调整激光的功率、脉冲宽度和扫描速度等参数，控制刻蚀深度和纹理形貌。

通常采用的是纳秒级激光脉冲，可以在较短的时间内实现高能量的刻蚀，形成均匀且规则的微细结构。

这种表面纹理结构可以提高光的散射效果，增加光与硅材料的相互作用，从而提高光电转换效率。

其次是背表面反射镀膜。

在太阳能电池片的制造过程中，为了提高光的吸收率，背表面需要进行反射镀膜。

激光刻蚀工艺可以实现在背表面形成微孔阵列，提高反射率。

通过调整激光的参数，可以控制微孔的形貌和分布，从而实现更高的反射率。

此外，激光刻蚀还可以在背表面形成一定的结构，以增加光的散射效果，提高光的吸收率。

除了在太阳能电池片制造中的应用，激光刻蚀工艺还可以应用于太阳能电池的后处理过程中。

例如，在电池片的反射镀膜过程中，激光刻蚀可以用于去除不均匀的镀膜层，提高反射率；在电池片的背面场银焊接过程中，激光刻蚀可以用于去除不良的焊接点，提高焊接质量和效率。

光纤激光焊接技术在光伏工程中的应用与发展光伏工程是指利用太阳能将光能转化为电能的工程技术。

随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，光伏工程在能源领域中扮演着越来越重要的角色。

而光纤激光焊接技术作为一种高效、精确的焊接方法，正逐渐在光伏工程中得到广泛应用，并且不断发展壮大。

光纤激光焊接技术具有许多优势，使其成为光伏工程中的理想选择。

首先，光纤激光焊接技术具有高能量密度和高功率输出的特点，可以快速、高效地完成焊接任务。

其次，光纤激光焊接技术具有非接触性，可以避免因接触而引起的污染和破坏。

此外，光纤激光焊接技术还具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等特点，能够提高光伏组件的工作效率和寿命。

在光伏工程中，光纤激光焊接技术主要应用于太阳能电池片的制造过程中。

太阳能电池片是光伏组件的核心部分，其制造工艺对光伏组件的性能和质量至关重要。

传统的电池片制造方法中，常常使用铜线或银浆等材料进行电极连接，但这些方法存在成本高、效率低、耐久性差等问题。

而光纤激光焊接技术可以通过高能量密度的激光束将电极材料直接焊接在电池片上，不仅提高了焊接效率，还减少了材料损耗和能源消耗。

光纤激光焊接技术在光伏工程中的应用不仅仅局限于电池片的制造，还涉及到光伏组件的组装和封装过程。

光伏组件的组装是将电池片、玻璃基板和背板等部件按照一定的排列方式进行组合，形成完整的光伏组件。

传统的组装方法中，常常使用胶水或焊锡等材料进行粘接和连接，但这些方法存在粘接强度低、容易破裂、耐候性差等问题。

而光纤激光焊接技术可以通过高能量密度的激光束将各个部件进行精确焊接，提高了组件的稳定性和可靠性。

除了在光伏工程中的应用，光纤激光焊接技术还在不断发展壮大。

随着光伏工程的快速发展，对光纤激光焊接技术的需求也越来越大。

为了满足不同光伏组件的制造需求，研究人员不断改进和创新光纤激光焊接技术，以提高焊接质量和效率。

例如，研究人员通过调整激光束的功率、频率和焦点位置等参数，优化了焊接过程中的能量传输和热影响区控制，提高了焊接质量和稳定性。