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
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
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
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
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
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
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。
激光退火技术对多晶硅太阳能电池薄膜处理的新进展
本文链接：/Periodical_kjxx-xsb200829046.aspx
科技信息
高校理科研究
激巍退火技木对蔓晶硅太阳雒电池薄膜处理的Байду номын сангаас进展
南通大学电子信息学院宋长青
［摘要］硅薄膜及其太阳电池研究已经成为国际光伏领域研究的热点。但硅薄膜太阳能电池在生产工艺上存在成本 较高的问题，其中非晶硅薄膜的退火工艺是常ｊ约生产成本的一个重要环节。本文利用激光退火方法对高掺杂多晶硅 衬底的非晶硅夕ｌ－＋－薄膜进行处理，实验结果表明。激光退火实现了非晶硅薄膜的晶化，电性能达到太阳能电池板的生 产要求。 ［关键词］激光退火太阳能电池多晶硅薄膜
参考文献 ［１］薛清等．利用快速退火法控制非晶硅薄膜中纳米硅粒 尺寸［Ｊ］．半导体技术，２００４，２９（１０）：２０—２６ ［２］Ｍ．Ｏａｎｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ｌａｓｅｒ—ｍｕｌｔｉ—ｌａｙｅｒ ｓｔｒｕｃ－
ｔ吣ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｌａ．．ｇｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３９（１０）：
１．引言 多晶硅太阳能电池由于材料价格低廉、制作工艺简单、适 合大规模生产，从而成为当前太阳能电池的主要类型。太阳能 电池衬底材料是太阳能电池制造中最昂贵的部分，使用高掺杂 低纯度的衬底可以大大降低太阳能电池的成本。但是，这会大 大降低太阳能电池的效率。利用低成本的高掺杂多晶硅衬底。 生产低成本高效率太阳能电池的技术已成为太阳能电池获得 广泛应用前景的关键技术。低成本的太阳能电池衬底材料中 杂质含量高，不适合直接用于太阳能电池的制备，因此，必须在 衬底上外延生长一层多晶硅薄膜。但是，多晶硅薄膜生长的高 温工艺步骤，会将衬底中的杂质推进到外延层中，从而降低了 太阳能电池的效率…。 目前，国内外对于杂质扩散的控制，主要应用快速退火技 术。快速退火技术是一种在短时间内对材料进行高温处理，与 高温管式炉长时间加热效果相近的加热方式。快速退火高温 过程时间短，一般快速退火的时间为１８０—３００秒。对于普通 多晶硅衬底，杂质较少，由于杂质运动时问短，杂质的扩散距离 有限。但是，对于高掺杂多晶硅衬底而言。衬底中的杂质在热 驱动力和杂质浓度梯度的影响下，杂质的迁移率较高，在较短 的时间内仍有较多的杂质迁移到外延多晶薄膜内。 ２．激光退火原理 由于普通的退火方法在处理高掺杂多晶硅衬底上存在一 些缺陷，因此，我们探索激光退火法对非晶硅外延薄膜进行结 晶实验，以控制杂质在高温过程中向外延层的扩散。激光技术 可以在短时间内（约３—５秒）将薄膜和衬底同时加热到薄膜的 结晶点以上，高温作用时间短、温度高，且加热结束后的降温速 度快，加热时间可控。衬底中的杂质受到热驱动的时间短，杂 质运动距离更为有限。抑制了衬底中的杂质向薄膜中的扩散。 同时，激光技术是一种自上而下的加热技术，在激光热扫描薄 膜表面时，薄膜表面获得最高的温度，在衬底内形成了一定的 温度梯度，这个温度梯度也能起到抑制衬底杂质向薄膜中扩散 的作用。特别是当外延层的厚度较大时，此温度梯度的效应更 加明显【２１。 ３．实验 采用等离子增强化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）技术得到非晶硅 外延薄膜，并利用激光退火技术对硅外延薄膜进行结晶实验。 实验采用高掺杂多晶硅为衬底，利用ＨＱ一２型ＰＥＣＶＤ，使 硅烷（Ｓｉｌｌ４）等离子化，在多晶硅衬底上得到一层非晶硅薄膜。 沉积条件如下：射频电源功率５００ Ｗ，外真空室真空度小于６× １０。Ｐａ，内真空室真空度小于３ Ｐａ，分子泵频率７０４Ｈｚ，衬底温 度为１５０℃，Ｓｉｌｌ４流量２０ｍｌＪｍｉｎ，沉积时间３０ｍｉｎ。 采用ＪＩＩＭ一１ＧＸＹ－５００型激光器对获得的非晶硅外延膜 进行退火处理。退火条件：光斑面积为６ｍｍ×６ｍｍ，电流 ２０ｍＡ，脉冲频率２０Ｈｚ，退火时间３０Ｓ，采用氮气保护。
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激光技术在薄膜太阳能电池片制造设备中的
应用探索
随着对可再生能源的需求日益增长，太阳能电池的制造技术也在不断进步。
薄膜太阳能电池是其中一种重要的太阳能电池技术，它具有较低的成本、较高的灵活性和较高的效率。
然而，为了进一步提高薄膜太阳能电池的效率和降低成本，激光技术在薄膜太阳能电池片制造设备中得到了广泛的应用和探索。
激光技术在薄膜太阳能电池片制造设备中的应用主要涉及到以下几个方面：首先，激光技术在薄膜太阳能电池的边界定义和切割中具有重要作用。
在薄膜太阳能电池的制造过程中，需要对电池片进行边界的定义和切割。
传统的机械切割方法存在一定的缺点，比如产生副产物、易引起片裂和加工精度不高等。
而激光切割技术能够将这些问题减至最低。
激光切割技术具有非接触性、高精度和高效率的特点，可以根据不同的需要对薄膜太阳能电池片进行精确的边界切割，提高产品质量和生产效率。
其次，激光技术在薄膜太阳能电池制造中的微纹理处理中具有潜力。
微纹理处理是提高薄膜太阳能电池光吸收能力和转换效率的关键步骤之一。
通过在薄膜太阳能电池片的表面形成微小的纹路，可以增加光的散射和吸收，提高电池对太阳光的利用率。
传统的微纹理处理方法主要采用腐蚀液体，但存在环境污染和生产不稳定等问题。
而激光技术可以通过控制激光的功率、频率和扫描速度等参数，精确地在薄膜太阳能电池片的表面形成所需的微纹理结构，避免了传统方法的缺点，并可以根据需要进行灵活调整，提高薄膜太阳能电池的效率和可靠性。
此外，激光技术还可以应用于薄膜太阳能电池的背电极制造中。
薄膜太阳能电池的背电极起着支持和电流传输的作用。
传统的背电极制造方法主要采用金属蒸发或磁控溅射等技术，但存在成本高、制备复杂和加工效率低等问题。
激光技术可以
通过选择合适的材料和工艺参数，直接在薄膜太阳能电池片的背面形成背电极结构，减少了材料浪费和加工步骤，提高了背电极的制备效率和质量。
最后，激光技术在薄膜太阳能电池制造中还可以应用于电路连接的焊接。
薄膜
太阳能电池需要将多个电池片进行串联和并联连接来提高输出电压和电流。
传统的焊接方法主要采用热压焊接或激光点焊等技术，但存在加热均匀性和连接可靠性差等问题。
激光焊接技术可以通过调节激光功率和焦点，实现对薄膜太阳能电池片的精确焊接，不仅能够提高连接可靠性，还可以减少热影响区域，避免对电池片的损坏。
综上所述，激光技术在薄膜太阳能电池片制造设备中的应用具有广泛的前景和
潜力。
激光技术不仅可以提高薄膜太阳能电池片的生产效率和质量，还能够降低制造成本，推动薄膜太阳能电池技术的进一步发展。
随着激光技术的不断创新和发展，相信在今后的研究中，激光技术在薄膜太阳能电池制造领域将会发挥更加重要的作用，为可再生能源的推广和利用提供强有力的支持。