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激光助力太陽(yáng)能光伏 | 銳科旗幟P1000H激光器鈣鈦礦清邊應(yīng)用高效達(dá)成客戶要求

激光制造網(wǎng) 來(lái)源:銳科激光2024-12-05 我要評(píng)論(0 )   

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。?鈣鈦礦材料是一種具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,?被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池中。?在鈣鈦...

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。?鈣鈦礦材料是一種具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,?被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池中。?在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備過(guò)程中,?清邊是一個(gè)重要的步驟,?它有助于去除電池邊緣多余的鈣鈦礦材料,?避免邊緣效應(yīng)對(duì)電池性能的影響。?通過(guò)精確控制清邊工藝,?可以優(yōu)化電池的結(jié)構(gòu),?減少非輻射復(fù)合,?從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。?此外,?清邊還有助于提高電池的外觀質(zhì)量和整體性能,?使其在實(shí)際應(yīng)用中更加可靠和高效。本文主要提供了銳科旗幟P1000H激光器在鈣鈦礦清邊的應(yīng)用解決方案,以期為客戶在實(shí)際工藝應(yīng)用方面提供參考。


01

激光鈣鈦礦清邊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)


傳統(tǒng)鈣鈦礦電池的清邊方式通常采用化學(xué)濕刻的方法,但存在刻蝕劑可能對(duì)電池的其他部分造成損害、清潔復(fù)雜等諸多問(wèn)題,相比之下,激光清邊具有諸多顯著優(yōu)勢(shì),是替代傳統(tǒng)方式的理想選擇。激光清邊主要優(yōu)勢(shì)如下:

1.高效率、高精度鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)之一為小面積電池到大面積組件的效率損失,對(duì)加工的熱控制、精度要求苛刻。而?激光清邊技術(shù)能夠精確控制清邊的寬度和深度,?較好地解決上述難點(diǎn)。

2.低成本通過(guò)對(duì)流水線的速度和激光清洗的相關(guān)參數(shù)的匹配,能夠?qū)崿F(xiàn)大面積、?快速、?均勻的處理,有效?降低了生產(chǎn)成本。?

3.柔性應(yīng)用?鈣鈦礦材料具有良好的柔性和可彎曲性,?適用于制作柔性光電設(shè)備。?激光清邊技術(shù)能夠適應(yīng)不同形狀和尺寸的基底,?為柔性光電產(chǎn)品的制造提供了便利。

4.非接觸性:可有效避免因機(jī)械作用可能導(dǎo)致的基板應(yīng)力和裂縫,從而保持電池的結(jié)構(gòu)完整性。
?
5.適應(yīng)性強(qiáng):激光劃線技術(shù)可應(yīng)用于不同尺寸和形狀的電池片,適應(yīng)性強(qiáng),且可以高度自動(dòng)化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。

6.綠色環(huán)保:無(wú)需使用化學(xué)刻蝕劑,對(duì)環(huán)境影響較小,更加符合綠色制造的要求。


02

銳科旗幟P1000H鈣鈦礦清邊的應(yīng)用分析


本案例主要采用銳科旗幟P1000H激光器進(jìn)行鈣鈦礦清邊的應(yīng)用。我們對(duì)鈣鈦礦清邊的兩種激光方案進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比,并采用相對(duì)更優(yōu)的方式進(jìn)行效果測(cè)驗(yàn)。

(1)銳科旗幟P000H激光器產(chǎn)品特性


圖1 旗幟版P1000H-P激光器

高能量單模塊1000W清洗脈沖激光器支持方型/圓形光斑定制,具有5大技術(shù)特性:(1)自研自產(chǎn)大模場(chǎng)增益光纖實(shí)現(xiàn)1kW平均功率,實(shí)現(xiàn)單模塊1000W脈沖激光輸出;(2)最大單脈沖能量提升至100mJ;(3)具有很強(qiáng)的抗高反能力,可垂直出光清洗高反材料;(4)最小脈寬可達(dá)20ns,用于對(duì)熱效應(yīng)有要求的領(lǐng)域;(5)BPP小于25mm*mrad@400微米。

可廣泛用于光伏領(lǐng)域鈣鈦礦清邊、模具清洗,船舶、飛機(jī)等大型裝備除漆,除銹;精密部件精確除漆;表面粗糙化、毛化等;尤其是在新能源動(dòng)力電池藍(lán)膜、藍(lán)漆清洗等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)。而進(jìn)行光伏領(lǐng)域鈣鈦礦清邊應(yīng)用一般采用方型光斑,工藝效果更好。

(2)相較直接照射鈣鈦礦膜方案,采用透過(guò)玻璃進(jìn)行激光清洗的方式效果更佳
在對(duì)鈣鈦礦進(jìn)行清邊處理時(shí),首先要確定基材表面鈣鈦礦膜的厚度,為后續(xù)的清洗參數(shù)確定提供參考,確保不會(huì)由于功率過(guò)小導(dǎo)致清洗后有殘留,也不會(huì)使清洗激光功率過(guò)大損傷基材,測(cè)試結(jié)果如下圖2所示,膜厚度約為13μm。


圖2 鈣鈦礦膜厚度

在對(duì)鈣鈦礦進(jìn)行清邊處理時(shí),需要確定激光的最佳照射方向,包括直接照射鈣鈦礦膜和透過(guò)玻璃進(jìn)行清洗兩種方案,具體對(duì)比測(cè)試如下:

圖3 兩種鈣鈦礦膜清洗方案對(duì)比

用相同的參數(shù)對(duì)鈣鈦礦正反表面進(jìn)行清洗效果測(cè)試,從圖3中可見(jiàn),兩種清洗方案均能保證處理完后,基材表面鈣鈦礦無(wú)殘留,且對(duì)玻璃基材沒(méi)有損傷,但采用激光直接對(duì)鈣鈦礦膜進(jìn)行清洗時(shí),產(chǎn)生的煙塵會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生遮擋,甚至把基材玻璃熏黃。因此,相較而言采用透過(guò)玻璃對(duì)鈣鈦礦薄膜進(jìn)行激光清洗的方式更為合理且效果更佳。

(3)銳科旗幟P1000H方型光斑激光器鈣鈦礦清邊工藝效果良好,達(dá)成客戶要求
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,玻璃表面鈣鈦礦導(dǎo)電膜的清邊方式如下圖4所示,其中激光器保持一條線連續(xù)出光,且位置不變,下方的傳送帶帶動(dòng)需要清邊的鈣鈦礦樣品快速移動(dòng),將激光器掃描速度和平臺(tái)移動(dòng)速度相匹配,即可將線拓展成面,快速完成對(duì)鈣鈦礦的清邊處理。


圖4 鈣鈦礦激光清邊原理圖

我們采用銳科旗幟P1000H方形光斑激光器,配置F170場(chǎng)鏡,平臺(tái)移動(dòng)速度可達(dá)到115mm/s,具體清洗效果如下圖5所示,激光清洗后的玻璃表面沒(méi)有鈣鈦礦鍍層殘留且較為光亮,基材未受損,經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試,可證明其在經(jīng)過(guò)清洗后表面是絕緣的(圖6)。


通過(guò)顯微鏡觀察樣品如圖7所示,在微觀下,方形光斑邊緣明顯內(nèi)部均勻,光斑搭接狀態(tài)良好且基材沒(méi)有損傷,表面整體比較美觀。各項(xiàng)工藝結(jié)果均高效達(dá)成客戶要求。

圖7 經(jīng)過(guò)激光處理后的樣品表面微觀照片


03

總結(jié)

隨著各行各業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),激光因其顯著優(yōu)勢(shì)在光伏領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。激光設(shè)備在鈣鈦礦制備主要用于P1、P2、P3激光劃線及P4激光清邊。其中P1、P2、P3激光劃線一般采用紅外皮秒或綠光皮秒等一系列超快激光器進(jìn)行刻蝕劃線,銳科旗幟系列P1000H脈沖激光器主要用于P4鈣鈦礦清邊。未來(lái),銳科將繼續(xù)秉持“核心光源,銳科智造”的企業(yè)使命,深挖光伏市場(chǎng)需求,持續(xù)創(chuàng)新,不斷改進(jìn)激光清洗工藝技術(shù),進(jìn)一步完善和拓展銳科激光器在光伏行業(yè)的應(yīng)用,助力光伏行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

圖8 鈣鈦礦激光工藝P1-P4圖解  


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