專(zhuān)利名稱(chēng)：晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光劃線設(shè)備，尤其涉及用于晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，屬于激光精密加工制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)由于環(huán)保意識(shí)的提高以及石油短缺日益嚴(yán)重，如何有效利用取之不盡、用之不竭的太陽(yáng)能，降低太陽(yáng)能電池發(fā)電成本，逐漸成為共同研發(fā)目標(biāo)。太陽(yáng)電池原理主要是以半導(dǎo)體材料硅為基體，利用擴(kuò)散工藝在硅晶體中摻入雜質(zhì)當(dāng)摻入硼雜質(zhì)時(shí)，硅晶體中就會(huì)存在一個(gè)空穴，形成η型半導(dǎo)體；同樣，摻入磷原子后， 硅晶體中會(huì)有一個(gè)電子，形成P型半導(dǎo)體，P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體結(jié)合形成ρη結(jié)，當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)，ρη結(jié)中η型半導(dǎo)體的空穴往ρ型區(qū)移動(dòng)，而ρ型區(qū)的電子往η型區(qū)移動(dòng)，從而形成η型區(qū)到ρ型區(qū)的電流，在ρη結(jié)中形成電勢(shì)差，這就形成了電源。晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中，在晶硅電池的正面印刷線狀銀電極，在晶硅電池的背面印刷鋁面和銀電極。而在電池內(nèi)部形成ρη結(jié)的正面η極區(qū)域僅僅是表面以下幾百納米，正面的η極區(qū)域會(huì)通過(guò)電池片的邊緣和背面電極直接產(chǎn)生短路電流，因此在晶硅太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)需要在電池片的邊緣蝕刻絕緣。現(xiàn)在可行的邊緣蝕刻工藝包括等離子蝕刻、化學(xué)蝕刻和激光劃線絕緣。激光劃線絕緣是一種非接觸式蝕刻絕緣方法，與等離子蝕刻和化學(xué)蝕刻相比，不會(huì)產(chǎn)生氟化物氣體、強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液的排放，屬于節(jié)能環(huán)保型加工工藝。此外激光劃線絕緣工藝沒(méi)有化學(xué)品等耗材的消耗，生產(chǎn)成本小。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，特點(diǎn)是激光器的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡的輸出端布置有掃描振鏡裝置，所述掃描振鏡裝置包含CCD鏡頭、轉(zhuǎn)角鏡片、振鏡頭和掃描場(chǎng)鏡，轉(zhuǎn)角鏡片與擴(kuò)束鏡的輸出端相銜接，轉(zhuǎn)角鏡片上安裝CCD鏡頭，轉(zhuǎn)角鏡片的輸出端連接振鏡頭，振鏡頭的輸出端連接掃描場(chǎng)鏡，掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于加工平臺(tái)，加工平臺(tái)安裝于 X軸直線導(dǎo)軌上，X軸直線導(dǎo)軌安裝于Y軸直線導(dǎo)軌上，Y軸直線導(dǎo)軌與X軸直線導(dǎo)軌相垂直。進(jìn)一步地，上述的晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，其中，所述激光器是輸出波長(zhǎng)為紅外1064nm或可見(jiàn)光532nm或紫外光355nm的半導(dǎo)體端面泵浦激光器。本實(shí)用新型技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型激光劃線絕緣設(shè)備，具有精度高、熱效應(yīng)區(qū)域小、絕緣性好等特點(diǎn)。采用高性能半導(dǎo)體端面泵浦激光器保證激光劃線的品質(zhì)和效率。具備同軸影像模組的掃描振鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速掃描劃線和影像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明


圖1 本實(shí)用新型設(shè)備的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 掃描振鏡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 加工平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見(jiàn)下表
附圖標(biāo)記含義附圖標(biāo)記含義附圖標(biāo)記含義1激光器2擴(kuò)束鏡3掃描振鏡裝置4加工平臺(tái)5X軸直線導(dǎo)軌6Y軸直線導(dǎo)軌7CCD鏡頭8轉(zhuǎn)角鏡片9振鏡頭10掃描場(chǎng)鏡11定位銷(xiāo)12真空吸附小孔
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及的晶硅太陽(yáng)能電池絕緣設(shè)備采用高功率半導(dǎo)體泵浦光源在晶硅電池邊緣聚焦掃描后形成20um左右寬的絕緣槽，達(dá)到晶硅太陽(yáng)能電池表面η極區(qū)域與背電極絕緣的目的。如
圖1所示，晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，主要包括激光器、光學(xué)系統(tǒng)、 加工平臺(tái)、控制系統(tǒng)和影像系統(tǒng)。激光器1是輸出波長(zhǎng)為紅外1064nm或可見(jiàn)光532nm或紫外光355nm的半導(dǎo)體端面泵浦激光器，激光器1的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡2，擴(kuò)束鏡2的輸出端布置有掃描振鏡裝置3，如圖2所示，掃描振鏡裝置3包含CCD鏡頭7、轉(zhuǎn)角鏡片8、振鏡頭 9和掃描場(chǎng)鏡10，轉(zhuǎn)角鏡片8與擴(kuò)束鏡2的輸出端相銜接，轉(zhuǎn)角鏡片8上安裝CCD鏡頭7， 轉(zhuǎn)角鏡片8的輸出端連接振鏡頭9，振鏡頭9的輸出端連接掃描場(chǎng)鏡10，掃描場(chǎng)鏡10正對(duì)于加工平臺(tái)4，加工平臺(tái)4安裝于X軸直線導(dǎo)軌5上，X軸直線導(dǎo)軌5安裝于Y軸直線導(dǎo)軌 6上，Y軸直線導(dǎo)軌6與X軸直線導(dǎo)軌5相垂直。激光器1發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦于放置在加工平臺(tái)上的加工材料的表面，控制系統(tǒng)用于激光器、加工平臺(tái)、影像系統(tǒng)的綜合控制。掃描振鏡裝置3，用于晶硅太陽(yáng)能電池邊緣快速掃描劃線。加工平臺(tái)4開(kāi)有真空吸附小孔，保證加工時(shí)晶硅電池吸附牢固。激光器1出射的激光入射到擴(kuò)束鏡2中，該擴(kuò)束鏡2具有可調(diào)倍率與發(fā)散角功能， 可對(duì)出射激光光斑直徑及發(fā)散角進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。經(jīng)擴(kuò)束鏡2后入射到掃描振鏡裝置3中， 該掃描振鏡裝置3的作用包括將入射激光光束聚焦以及實(shí)現(xiàn)工件表面絕緣線的高速掃描。 經(jīng)掃描振鏡裝置3后激光光斑在吸附于加工平臺(tái)4上的工件表面聚焦。[0021]其中，激光光束入射到掃描振鏡裝置的轉(zhuǎn)角鏡片8，轉(zhuǎn)角鏡片8對(duì)激光光束全透射，對(duì)影像光束全反射。入射的激光光束透過(guò)轉(zhuǎn)角鏡片8入射到振鏡頭9，激光光束經(jīng)過(guò)振鏡頭9入射到掃描場(chǎng)鏡10，激光光束透過(guò)掃描場(chǎng)鏡10聚焦于工件表面。工件表面的影像光反射進(jìn)入掃描場(chǎng)鏡10，影像光通過(guò)掃描場(chǎng)鏡10入射到振鏡頭9，影像光通過(guò)振鏡頭9入射到轉(zhuǎn)角鏡片8，轉(zhuǎn)角鏡片8對(duì)影像光全反射，影像反射光成像于CCD鏡頭7。如圖3所示，加工平臺(tái)4表面有3個(gè)定位銷(xiāo)11，3個(gè)定位銷(xiāo)11組成直角靠山。加工平臺(tái)4表面有若干真空吸附小孔12，具體應(yīng)用時(shí)保證加工平臺(tái)4和工件之間不會(huì)相對(duì)滑動(dòng)。加工平臺(tái)4表面設(shè)計(jì)有鉆孔槽，具體應(yīng)用時(shí)鉆孔槽內(nèi)部通有集塵氣流，保證鉆孔后的材料殘?jiān)呐判埂?shí)際加工時(shí)，加工工件按照定位銷(xiāo)11放置于加工平臺(tái)4表面，由真空吸附小孔12保證加工工件和加工平臺(tái)4之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，通過(guò)具備同軸影像模塊的掃描振鏡3中的CCD鏡頭7對(duì)工件進(jìn)行精確平面對(duì)位，激光光束經(jīng)過(guò)掃描振鏡3聚焦于加工工件表面，并通過(guò)掃描振鏡3實(shí)現(xiàn)高速線性掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件絕緣蝕刻的目的。需要理解到的是以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，其特征在于激光器(1)的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡0)，擴(kuò)束鏡O)的輸出端布置有掃描振鏡裝置(3)，所述掃描振鏡裝置C3)包含CCD 鏡頭(7)、轉(zhuǎn)角鏡片(8)、振鏡頭(9)和掃描場(chǎng)鏡(10)，轉(zhuǎn)角鏡片⑶與擴(kuò)束鏡(2)的輸出端相銜接，轉(zhuǎn)角鏡片⑶上安裝CCD鏡頭(7)，轉(zhuǎn)角鏡片⑶的輸出端連接振鏡頭(9)，振鏡頭 (9)的輸出端連接掃描場(chǎng)鏡(10)，掃描場(chǎng)鏡(10)正對(duì)于加工平臺(tái)G)，加工平臺(tái)⑷安裝于 X軸直線導(dǎo)軌(5)上，X軸直線導(dǎo)軌(5)安裝于Y軸直線導(dǎo)軌(6)上，Y軸直線導(dǎo)軌(6)與 X軸直線導(dǎo)軌(5)相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，其特征在于所述激光器(1)是輸出波長(zhǎng)為紅外1064nm或可見(jiàn)光532nm或紫外光355nm的半導(dǎo)體端面泵浦激光器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及晶硅太陽(yáng)能電池的激光劃線絕緣設(shè)備，激光器的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡的輸出端布置有掃描振鏡裝置，所述掃描振鏡裝置包含CCD鏡頭、轉(zhuǎn)角鏡片、振鏡頭和掃描場(chǎng)鏡，轉(zhuǎn)角鏡片與擴(kuò)束鏡的輸出端相銜接，轉(zhuǎn)角鏡片上安裝CCD鏡頭，轉(zhuǎn)角鏡片的輸出端連接振鏡頭，振鏡頭的輸出端連接掃描場(chǎng)鏡，掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于加工平臺(tái)，加工平臺(tái)安裝于X軸直線導(dǎo)軌上，X軸直線導(dǎo)軌安裝于Y軸直線導(dǎo)軌上，Y軸直線導(dǎo)軌與X軸直線導(dǎo)軌相垂直。具備同軸影像模組的掃描振鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速掃描劃線和影像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，該設(shè)備具有精度高、熱效應(yīng)區(qū)域小、絕緣性好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K26/06GK201970016SQ20112000950
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者徐海賓, 趙裕興 申請(qǐng)人:蘇州德龍激光有限公司