Fra sine originale laboratorieapplikasjoner til dagens forskjellige felt innen medisin, kommunikasjon, produksjon, militær og vitenskapelig forskning, har lasere blitt en integrert del av moderne teknologi og vitenskap. Opprinnelsen til lasere kan spores tilbake til midten-20 av århundret, hovedsakelig drevet av det teoretiske arbeidet til Arthur Schawlow og Charles Townes, sammen med det eksperimentelle arbeidet til Dexter R. Hansch (Theodore Maiman). Følgende er en mer detaljert beskrivelse av prosessen som laseren oppsto ved:
- Legging av teoretisk grunnlag: På begynnelsen av 1900-tallet foreslo Albert Einstein fotonteorien om at lys eksisterer i form av diskrete partikler (fotoner). Denne teorien la grunnlaget for kvanteoptikk, som ga viktig støtte for det teoretiske grunnlaget for laseren senere.
- Teorien om eksitert stråling: I 1951 foreslo Charles Towns og Arthur Lambert uavhengig teorien om eksitert stråling, som avslørte at når atomer eller molekyler er i en eksitert tilstand, kan de eksiteres av et foton fra et atom som allerede har blitt eksitert , og produserer dermed fotoner med samme frekvens og fase som det eksiterte fotonet. Det teoretiske grunnlaget for denne prosessen ble kjernen i hvordan lasere fungerer.
- Teoretisk formulering av lasere: Det teoretiske arbeidet til Towns og Lambert utløste studiet av hvordan man kan realisere eksitert stråling, og de utviklet konseptet med lysforsterkning ved bruk av eksitert stråling. Hovedideen deres var å gradvis øke antallet fotoner ved å reflektere dem frem og tilbake i et optisk hulrom med høy reflektivitet, og til slutt danne en sterkt fokusert lysstråle, laseren.
- Eksperimentell verifisering av lasere 1: I 1958 lyktes den amerikanske fysikeren Dexter R. Hansch med å bygge den første fungerende laseren. Han brukte et syntetisk eksitasjonsmedium, vanligvis en blanding av nitrogen og neon, for å oppnå eksitert stråling. Denne laseren produserte en kontrollert, sterkt fokusert lysstråle, som markerte den offisielle fødselen av laserteknologi.
Det har gått 63 år siden juli 1960, da verdens første operative rubinlaser med en bølgelengde på 0,6943 mikron ble vellykket laget av Meyman ved Hughes Research Laboratories i USA. En rekke egenskaper som laserens høye grad av fokusering, god monokromaticitet, høy energitetthet, langdistanseutbredelse, ikke-kontakt og så videre gjør den mye brukt. Laser blir ofte referert til som "morgendagens stjerne i det 21. århundre", "en av de viktige teknologiene i det 21. århundre", "den mest nøyaktige linjalen, den raskeste kniven". Denne typen navn gjenspeiler også den viktige posisjonen og brede anvendelsen av laserteknologi i moderne samfunn og vitenskap og teknologi. Laserteknologi spiller en nøkkelrolle på mange felt som kommunikasjon, medisinsk behandling, produksjon, vitenskapelig forskning, militær, miljøovervåking osv., og regnes derfor som en av de mest lovende og innflytelsesrike teknologiene i det 21. århundre. Spesielt i solcelleindustrien skaper laserteknologi en rekke innovasjoner som gjør produksjonen av solceller mer effektiv, mer pålitelig og mer miljøvennlig.
I dag, la oss fordype oss i de splitter nye bruksområdene til lasere i solcelleindustrien.
Laserskjæring: Laserskrivere
Laserskjæring er en ekstremt presis prosess som brukes til å kutte silisiumsolcelleskiver til ønsket størrelse. Hovedprinsippet er at en fokusert laserstråle rettes mot overflaten av materialet som skal kuttes. Fotonenergien absorberes av materialet, noe som resulterer i lokal oppvarming av materialet. Når energien til laserstrålen er høy nok, kan den varme overflaten av materialet til en temperatur som er tilstrekkelig til å starte smelting eller fordampning. Når det gjelder metalliske materialer er dette vanligvis smelting, mens ved ikke-metalliske materialer, som plast eller tre, er dette vanligvis fordampning. Solcelleskiver er vanligvis store silisiumskiver, og laserskjæring gjør at de kan kuttes til mindre celler med høy presisjon for å møte størrelseskravene til solcellepaneler. Dette forbedrer ikke bare produktiviteten og cellekvaliteten, men reduserer også materialavfall og produksjonskostnader. Den høye graden av fokusering og kontrollpresisjon til laserstrålen gjør skjæreprosessen mer delikat og produserer nesten null mengder avfall. I tillegg har laserskjæring også et mangfold av materialanvendbarhet, ikke bare for silisiumsolcelleskiver, men kan også brukes til andre typer solceller, for eksempel tynnfilmsolceller, så vel som andre materialerskjæring, så den har en høy grad av fleksibilitet. Fordelen med å bruke laserskjærende solcelleark er bruken av berøringsfri prosessering, ingen stress, så skjærekanten er rett, vil ikke skade strukturen til waferen, de elektriske parameterne er bedre enn den tradisjonelle mekaniske skjæremetoden, både For å forbedre utbyttet og redusere kostnadene, er spaltens bredde liten, høy presisjon, laserkraften kan justeres, du kan kontrollere tykkelsen på kuttet, for å realisere tynningen av solceller. Laserskjæringsteknologi kan brukes på batteriark med stort område for å skjære og skjære, nøyaktig kontroll av skjærenøyaktigheten og tykkelsen, redusere kutterester ytterligere og forbedre batteriutnyttelsen. I tillegg til påføring av skjæring på batteriarket, er det også i solcelleglasset kan også skrives, prinsippet er det samme.
Laserdoping: laserdopingutstyr
Laserdoping er en materialbehandlingsteknikk som vanligvis brukes på halvledermaterialer, spesielt silisium, for å endre deres elektriske egenskaper. Prinsippet for teknikken er å bruke en høyeffektlaser for å bestråle halvlederoverflaten og introdusere et eksternt dopingmateriale (vanligvis bor eller fosfor) inn i halvledergitteret. Denne prosessen involverer energien til laseren som oppvarmer halvledermaterialet til en høy nok temperatur til at dopingsmaterialet er i stand til å trenge inn i gitteret og forskyve visse atomer i halvledermaterialet, og dermed endre de ledende egenskapene til materialet. Laserenergien brukes til å drive boratomer til å diffundere i silisiumplaten for å oppnå en selektiv emitter SE-struktur. Ved å kraftig dope metallgitteret i kontaktområdet med silisiumplaten og beholde lett doping i andre områder på forsiden, kan den ikke bare danne en god ohmsk kontakt mellom elektroden og emitteren, men også redusere kompleksdannelsen av oligoner. på emitteroverflaten (TOPCon-teknologirute), som kan oppnå høyere kortslutningsstrøm, åpen kretsspenning og fyllfaktor, og forbedre den fotoelektriske konverteringseffektiviteten til solcellen. Dens fordeler ligger i 1, høy presisjon: laserdoping kan oppnå svært høy dopingnøyaktighet og romlig oppløsning, noe som muliggjør presis kontroll av dopingprosessen.2, ikke-kontakt: berøringsfrie behandlingsmetoder introduserer ikke mekanisk skade eller urenheter, spesielt egnet for produksjon av høyytelses halvlederenheter.3, rask prosessering: laserdoping er en høyhastighetsprosess, som gjør at en stor mengde materiale kan behandles på kort tid.4, Bred anvendelighet: Denne teknologien er anvendelig for forskjellige typer halvledermaterialer, inkludert silisium, gallium galliumarsenid, indiumarsenid, etc.. I solcelleindustrien er laserdopingteknologi ofte brukt i produksjonen av solceller for å forbedre celleytelsen. Noen ledende solcelleselskaper og teknologileverandører innen utvikling og anvendelse av laserdopingteknologi.
Utenlandske selskaper inkluderer: Applied Materials, Amtech Systems, etc.
Innenlandske selskaper inkluderer: Dier, Dazhou, Shengxiong, etc.
Når det gjelder materialmodifisering, er det i tillegg til laserdoping laserindusert reparasjonsteknologi, laserindusert glødingsteknologi, laserindusert sintringsteknologi er en ny teknologi utgitt av Dier Laser Technology 14. august 2.0 23, som kan få 0,2 prosent av batterieffektiviteten.
Laseroverføringsutskrift
Laser Pattern Transfer Printing (PTP) er en ny type berøringsfri utskriftsteknologi, prinsippet for denne teknologien er å belegge den nødvendige pastaen på et spesifikt fleksibelt lys-transparent materiale, ved hjelp av en høyeffekt laserstråle med høyhastighetsgrafikk skanning, blir pastaen overført fra det fleksible lys-transparente materialet til overflaten av batteriet for å danne en rutenettlinje. Gjennom ikke-kontakt laserutskriftsteknologi (PTP) for å forbedre høyeffektive solceller fine grid utskriftsprosessen, kan bryte gjennom den tradisjonelle skjermen utskrift linjebreddegrensen, enkelt realisere linjebredden på 25um eller mindre, i celleplatene trykt på en større sideforhold av ultrafine rutenettlinjer, for å hjelpe batteriet til å oppnå ultrafine rutenettceller, matchende selektiv emitterteknologi, for å øke effektiviteten til solcellen samtidig, en betydelig besparelse av pastaforbruk på 20 prosent eller mer , og til slutt redusere kostnadene for batteriproduksjon og kraftproduksjon. Prinsippet for laseroverføringsteknologi er basert på høy energitetthet og presis kontroll av laser. Hovedtrinnene inkluderer: 1, forberedelse av bunnlaget: i produksjonsprosessen av solceller er bunnlaget vanligvis et gjennomsiktig ledende lag, brukt til å samle solenergi og overføring av elektrisk strøm. 2, laserbestråling: bruk av laserstrålebestråling på bunnlaget, for å flytte laserfokuset på en nøyaktig kontrollert måte. Den høye energitettheten til laseren sinter eller skraper selektivt det underliggende laget for å danne et spesifikt mønster for cellen.3. Lagstabling: Ulike cellelag, som det aktive laget og elektrodene, kan stables på toppen av det underliggende laget lag-for-lag ved laseroverføring.4. Støping og innkapsling: Til slutt behandles cellemodulen gjennom støpe- og innkapslingstrinn for å danne den endelige solcellen. Dens fordeler er: 1, høy presisjon: laseroverføringsteknologi kan oppnå svært høy presisjon og oppløsning, bidra til å produsere høyeffektive solceller, utskrift svært konsistent, utmerket jevnhet, feil i 2um, lavtemperatur sølvpasta er også aktuelt (HJT) . 2, ikke-kontakt: dette er en ikke-kontakt behandlingsmetode, vil ikke skade eller forurense batterikomponentene, for å bidra til å forbedre kvaliteten på cellen, og i fremtiden er tynnfilmsprosessen absolutt skarp. 3, rask produksjon: laseroverføring utskrift er en høyhastighets behandlingsmetoder, kan forbedre produksjonseffektiviteten til solceller. 4, multi-material tilpasningsevne: denne teknologien kan brukes på en rekke forskjellige typer batterimaterialer, inkludert organiske materialer, silisiummaterialer, etc. 5, kostnadskontroll: sammenlignet med silketrykk, er laseroverføringsutskrift av rutenettet finere , kan gjøres under 18um Lim inn besparelser på 30 prosent , TOPCONs dobbeltsidige sølvpasta, HJT lavtemperatur sølvpasta vil være på grunn av laseroverføringsteknologi for å redusere forbruket av et stort antall sølvpasta har blitt en av de viktige teknologiene å redusere kostnader og øke effektiviteten.
Laserperforering
Prinsippet for laserperforering er å bruke den høye energitettheten til laserstrålen til å varme det lokale området av materialet til en høy nok temperatur til å fordampe, smelte eller fordampe materialet for å danne hull. Nøkkelen til laserperforering er å kontrollere laserens energitetthet, eksponeringstid og fokusposisjon for å sikre at materialet er nøyaktig maskinert inn i ønsket hull. Denne presisjonen og høye energitettheten gjør laserboring ideell for mange industrielle bruksområder, inkludert solcelleproduksjon i solcelleindustrien. Ulike typer lasere (f.eks. CO2-lasere, Nd:YAG-lasere, femtosekundlasere, etc.) kan brukes til forskjellige typer materialer og applikasjoner, så det riktige lasersystemet må velges for det spesifikke behovet. Laserperforering har et bredt spekter av bruksområder i solcelleindustrien, spesielt i produksjonsprosessen for solceller. Følgende er noen av hovedapplikasjonene for laserperforering i solcelleindustrien:
- Cellebehandling: Laserperforering brukes ofte i behandlingen av solceller. Disse små hullene kan brukes til å forbedre lysabsorpsjonseffektiviteten til cellen og redusere refleksjonstap, og dermed øke den fotoelektriske konverteringseffektiviteten (den fangede lyseffekten). Laserperforering muliggjør presis og effektiv behandling av silisiumskiver, polysilisiumskiver og andre solcellematerialer.
- Celle- og modultilkoblinger: I solcellemonteringsprosessen er det nødvendig med ledninger for å koble celler til hverandre. Laserperforering kan brukes til å lage hull for å koble ledninger mellom cellene for å sikre jevn strømoverføring mellom cellene og redusere energitapet. Laserperforering brukes også til å lage hull og koblingspunkter for braketter, rammer og andre komponenter i produksjonsprosessen av solcellemoduler.
- Fotovoltaisk glass baksideark: Fordi konvensjonelle solcellemoduler kun bruker solcelleglass for dekkplaten, mens doble glassmoduler bruker fotovoltaisk glass både for dekkplaten og bakplaten, og bakplatens fotovoltaiske glass må stanses på et bestemt sted for å å bringe strømledningene fra solcellemodulen til koblingsboksen. Derfor har perforering av PV-glass-bakplater blitt en viktig prosess i produksjonen av videre prosessering.
Totalt sett er laserperforering mye brukt i solcelleindustrien for å forbedre effektiviteten til solceller, redusere produksjonskostnadene og forbedre produktkvaliteten. Disse applikasjonene bidrar til å fremme utviklingen av solenergiteknologi og fremme bruken av fornybar energi. Det skal bemerkes at spesifikke applikasjoner kan variere avhengig av produksjonsprosessen og materialet, så den faktiske applikasjonen må være basert på behovet for å velge riktig laserteknologi og parametere.
Ovennevnte er bare noen av bruksområdene til laserprosesser i solcelleindustrien, som selvfølgelig også inkluderer laser slotting (XBC), laserablasjon (PERC) og så videre.
Framtidige mål:
Ettersom laserteknologien fortsetter å utvikle seg, kan vi forutse flere innovasjoner som vil fremme PV-industrien ytterligere. Mer effektive PV-materialer, smartere produksjonsprosesser og flere applikasjoner som bruker PV-energi vil sannsynligvis dukke opp i fremtiden. Nye anvendelser av laserteknologi i PV-industrien har ikke bare økt produktiviteten, men også forbedret modulytelse og bærekraft. Fortsatt innovasjon innen denne teknologien vil fortsette å drive utviklingen av solceller og bidra til en ren energifremtid. I tillegg i solcelleproduksjon, forbedrer laserteknologi ikke bare produktiviteten, men reduserer også avfallsgenerering, noe som bidrar til å minimere belastningen på miljøet. I tillegg krever laserrenseteknologi ikke kjemikalier, noe som sparer energi og ressurser. Ren teknologi for en ren industri - fantastisk.
Til slutt handler dybden av laserteknologi om forståelse. Laserteknologiens underverk kan ikke skrives nok.
