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從最初的實驗室應(yīng)用到今天的醫(yī)學、通信、制造、軍事和科學研究等各個領(lǐng)域，激光已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)和科學的不可或缺的一部分。激光的起源可以追溯到20世紀中葉，主要是由亞瑟·朗伯（Arthur Schawlow）和查爾斯·湯斯（Charles Townes）的理論研究和戴斯特·R·漢斯奇（Theodore Maiman）的實驗工作共同推動的。以下是更詳細的激光起源過程：

1. 理論基礎(chǔ)的奠定：在20世紀初期，愛因斯坦提出了光子理論，即光以離散的粒子（光子）形式存在。這一理論奠定了量子光學的基礎(chǔ)，為后來激光的理論基礎(chǔ)提供了重要的支持。

2. 受激輻射理論：1951年，查爾斯·湯斯和亞瑟·朗伯獨立提出了受激輻射的理論，這一理論揭示了當原子或分子處于受激態(tài)時，它們可以受到來自一個已激發(fā)的原子的光子的激發(fā)，從而產(chǎn)生與激發(fā)光子相同的頻率和相位的光子。這一過程的理論基礎(chǔ)成為了激光工作原理的核心。

3. 激光的理論提出：湯斯和朗伯的理論研究引發(fā)了對如何實現(xiàn)受激輻射的研究，他們提出了利用受激輻射實現(xiàn)光放大的概念。他們的關(guān)鍵思想是通過在一個具有高反射率的光學腔內(nèi)來回反射光子，使光子逐漸增多，最終形成一束高度聚焦的光束，即激光。

4. 激光的實驗驗證1：1958年，美國物理學家戴斯特·R·漢斯奇成功制造出了第一臺工作的激光器。他使用了一個由人工合成的激發(fā)介質(zhì)，通常是氮氣和氖氣的混合物，以實現(xiàn)受激輻射。這臺激光器產(chǎn)生了一束可控制的、高度聚焦的光束，這標志著激光技術(shù)的正式誕生。

自1960年7月美國休斯研究實驗室梅曼成功制成了世界上第一臺可操作的波長為0.6943微米的紅寶石激光器，至今已63年。激光高度聚焦、單色性好、高能量密度、遠距離傳播、非接觸性等一系列特點使其被廣泛應(yīng)用。激光通常被稱為“21世紀的明日之星”、“21世紀的重要技術(shù)之一”、“最準的尺，最快的刀”。這種稱呼也反映了激光技術(shù)在當代社會和科技領(lǐng)域中的重要地位和廣泛應(yīng)用。激光技術(shù)在通信、醫(yī)療、制造、科學研究、軍事、環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域都具有關(guān)鍵作用，因此被認為是21世紀最具潛力和影響力的技術(shù)之一。特別是在光伏行業(yè)，激光技術(shù)正催生著一系列創(chuàng)新，使太陽能電池的制造更高效、更可靠，并且更環(huán)保。

今天，讓我們深入探討激光在光伏行業(yè)中的嶄新應(yīng)用。

1. 激光切割：激光劃片機

激光切割是一項精確度極高的工藝，激光切割技術(shù)被用于將硅太陽能電池片切割成所需的尺寸。它的主要原理就是聚焦后的激光光束照射到被切割的材料表面上。光子能量被材料吸收，導致材料的局部加熱。當激光光束的能量足夠高時，它可以將材料表面加熱到足以引發(fā)熔化或蒸發(fā)的溫度。對于金屬材料，通常是熔化，而對于非金屬材料，如塑料或木材，通常是蒸發(fā)。太陽能電池片通常是大面積的硅晶片，激光切割可以高精度地將它們切割成更小的電池片，以滿足太陽能電池板的尺寸要求。。這不僅提高了生產(chǎn)效率和電池片質(zhì)量，還大大減少了材料浪費，降低了制造成本。激光束的高度聚焦和控制精度使得切割工藝更加精細，產(chǎn)生的廢料量幾乎為零。另外激光切割還具有多樣性的材料適用性，不僅適用于硅太陽能電池片，還可以用于其他類型的太陽能電池，如薄膜太陽能電池，以及其他材料的切割，因此具有很高的靈活性。采用激光切割太陽能電池片的優(yōu)勢在于采用無接觸式加工，無應(yīng)力，因此切邊平直，不會損傷晶片結(jié)構(gòu)，電性參數(shù)要優(yōu)于傳統(tǒng)的機械切割方式，既提高了成品率，降低了成本，切縫寬度小，精度高，激光功率可調(diào)，可以控制切割厚度，從而實現(xiàn)太陽能電池的減薄。激光切割技術(shù)可應(yīng)用于大面積電池片進行劃線切割，精確控制切割精度及厚度，進一步減少切割碎屑，提高電池利用率。除了在電池片上的切割應(yīng)用，還有在光伏玻璃上也可以進行劃線，原理都是一樣的。

2. 激光摻雜：激光摻雜設(shè)備

激光摻雜是一種材料處理技術(shù)，通常應(yīng)用于半導體材料，特別是硅材料，以改變其電學性質(zhì)。該技術(shù)的原理是使用高功率激光器照射在半導體表面，將外部摻雜材料（通常是硼或磷）引入半導體晶格中。這一過程中，激光的能量將半導體材料加熱到足夠高的溫度，使摻雜材料能夠滲透進晶格并替代半導體材料的某些原子，從而改變了材料的導電性質(zhì)。利用激光能量推動硼原子在硅片內(nèi)擴散，實現(xiàn)選擇性發(fā)射極SE結(jié)構(gòu)。通過在金屬柵線與硅片接觸區(qū)域進行重摻雜、在正面其他區(qū)域保持輕摻雜，不僅可以在電極和發(fā)射極之間形成良好的歐姆接觸，還可以減少發(fā)射極表面少子的復合（TOPCon技術(shù)路線），從而獲得更高的短路電流、開路電壓和填充因子，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。它的優(yōu)勢在于1、高精度：激光摻雜可以實現(xiàn)非常高的摻雜精度和空間分辨率，使得摻雜過程能夠精確控制。2、無接觸性：非接觸性的加工方法不會引入機械損傷或雜質(zhì)污染，特別適合制造高性能半導體器件。3、快速加工：激光摻雜是一個高速過程，可以在短時間內(nèi)處理大量材料。4、適用性廣泛：這項技術(shù)適用于不同類型的半導體材料，包括硅、鎵砷化鎵、砷化銦等。在光伏行業(yè)，激光摻雜技術(shù)常用于太陽能電池的制造，以改善電池性能。一些領(lǐng)先的光伏公司和技術(shù)提供商在開發(fā)和應(yīng)用激光摻雜技術(shù)。

國外包括：Applied Materials 、 Amtech Systems等

國內(nèi)包括：帝爾、大族、盛雄等

在材料改性方面，除了激光摻雜、還有激光誘導修復技術(shù)、激光誘導退火技術(shù)，激光誘導燒結(jié)技術(shù)是帝爾激光科技在2023年8月14號新發(fā)布的技術(shù)，可以增益0.2%的電池效率。

3.激光轉(zhuǎn)?。?/p>

激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)(Pattern Transfer Printing，簡稱：PTP)是一種新型的非接觸式的印刷技術(shù)，該技術(shù)原理是在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料，采用高功率激光束高速圖形化掃描，將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表面，形成柵線。通過非接觸激光印刷技術(shù)(PTP)改善高效太陽能電池細柵印刷工藝，能夠突破傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的線寬極限，輕松實現(xiàn) 25um 以下的線寬，在電池片硅片上印刷更大高寬比的超細柵線，幫助電池實現(xiàn)超細密柵電池，匹配選擇性發(fā)射極技術(shù)，提升太陽能電池效率的同時，大幅度節(jié)省漿料耗量20%以上，最終降低電池生產(chǎn)、發(fā)電成本。激光轉(zhuǎn)印技術(shù)的原理基于激光的高能量密度和精確控制。其主要步驟包括：1、底層準備：在太陽能電池的制造過程中，底層通常是透明導電層，用于收集太陽能并傳輸電流。2、激光照射：使用激光光束照射在底層上，以精確控制的方式移動激光焦點。激光的高能量密度可以選擇性地燒結(jié)或劃傷底層，以形成電池的特定模式。3、層疊：不同的電池層，如活性層和電極，可以通過激光轉(zhuǎn)印逐層疊加到底層上。4、成型和封裝：最后，電池組件通過成型和封裝步驟進行加工，形成最終的太陽能電池。它的優(yōu)勢在于：1、高精度：激光轉(zhuǎn)印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)極高的精度和分辨率，有助于生產(chǎn)高效率的太陽能電池，印刷高度一致性、均勻性優(yōu)良，誤差在2um，低溫銀漿也同樣適用（HJT）。2、非接觸性：這是一種非接觸性加工方法，不會損壞或污染電池組件，有助于提高電池的質(zhì)量,并且在未來的薄片化的進程中肯定鋒芒畢露。3、快速生產(chǎn)：激光轉(zhuǎn)印是一種高速加工方法，可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率。4、多材料適應(yīng)性：這項技術(shù)可以應(yīng)用于多種不同類型的電池材料，包括有機材料、硅材料等。5、成本控制：比較絲網(wǎng)印刷，激光轉(zhuǎn)印的柵線更細，可以做到18um以下漿料節(jié)省30%，TOPCON的雙面銀漿、HJT低溫銀漿都會由于激光轉(zhuǎn)印技術(shù)減少大量的銀漿消耗成為降本增效的重要技術(shù)之一。

4.激光打孔：

激光打孔的原理是利用激光束的高能量密度來將材料的局部區(qū)域加熱至足夠高的溫度，以使材料蒸發(fā)、熔化或者氣化，從而形成孔洞。激光打孔的關(guān)鍵是控制激光的能量密度、照射時間和焦點位置，以確保材料被精確地加工成所需的孔洞。這種精確性和高能量密度使激光打孔成為許多工業(yè)應(yīng)用中的理想選擇，包括光伏行業(yè)中的太陽能電池制造。不同類型的激光（例如，CO2激光、Nd:YAG激光、飛秒激光等）可以用于不同類型的材料和應(yīng)用，因此需要根據(jù)具體的需求選擇適當?shù)募す庀到y(tǒng)。激光打孔在光伏行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，特別是在太陽能電池制造過程中。以下是一些激光打孔在光伏行業(yè)中的主要應(yīng)用：

1. 電池片加工：激光打孔常用于太陽能電池片的加工。這些小孔可以用來提高電池片的光吸收效率，減少反射損失，從而增加光電轉(zhuǎn)換效率（陷光效應(yīng)）。激光打孔可以在硅片、多晶硅片和其他太陽能電池材料上進行精確而高效的加工。

2.電池及組件連接：在太陽能電池組裝過程中，電池之間需要連接電線。激光打孔可以用來制作電池之間的電線連接孔，以確保電池之間的電流傳輸順暢，減少能量損失。在太陽能電池組件的制造過程中，激光打孔也用于制造支架、框架和其他組件的孔洞和連接點。

3.光伏玻璃背板：因為常規(guī)的光伏電池組件僅蓋板使用光伏玻璃，而雙玻組件的蓋板和背板都使用光伏玻璃，而背板光伏玻璃必須在特定位置打孔才能把光伏電池組件的電流導線引出到接線盒。因此光伏玻璃背板打孔成為深加工生產(chǎn)中必不可少的一道工序。

總的來說，激光打孔在光伏行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可以提高太陽能電池的效率、降低制造成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。這些應(yīng)用有助于推動太陽能技術(shù)的發(fā)展，促進可再生能源的利用。需要注意的是，具體的應(yīng)用可能因制造工藝和材料而異，因此實際應(yīng)用中需根據(jù)需要選擇適當?shù)募す饧夹g(shù)和參數(shù)。

以上也只是激光工藝在光伏行業(yè)應(yīng)用的一部分，當然還包括激光開槽（XBC）、激光消融（PERC）等等。

未來展望：

隨著激光技術(shù)的不斷進步，我們可以預(yù)見更多的創(chuàng)新將進一步推動光伏行業(yè)的發(fā)展。未來可能涌現(xiàn)出更高效的光伏材料、更智能的生產(chǎn)流程以及更多利用光伏能源的應(yīng)用領(lǐng)域。激光技術(shù)在光伏行業(yè)的嶄新應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率，還改善了電池組件的性能和可持續(xù)性。這一技術(shù)的不斷創(chuàng)新將繼續(xù)推動太陽能電池的發(fā)展，為清潔能源的未來做出貢獻。另外在光伏制造中，激光技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了廢料的產(chǎn)生，這有助于降低環(huán)境負擔。此外，激光清潔技術(shù)不需要化學物質(zhì)，節(jié)省了能源和資源。用清潔的技術(shù)去搞清潔的行業(yè)——妙哉。

最后，激光工藝之深，全靠悟。激光技術(shù)之妙，寫不盡。