Zastosowanie lasera w przemyśle fotowoltaicznym

W rozwoju i wykorzystaniu energii fotowoltaicznej (PV) technologia laserowa, znana ze swojej wysokiej precyzji i wydajności, odgrywa coraz ważniejszą rolę.Artykuł ten analizuje różne zastosowania technologii laserowej w sektorze fotowoltaicznym i przedstawia perspektywę jej przyszłego potencjału rozwojowego.

Cięcie laserowe

Technologia laserowa jest szeroko stosowana do cięcia kryształowego krzemu.zwiększając w ten sposób wydajność i wydajność modułów fotowoltaicznych. cięcie laserowe jest również stosowane podczas wytwarzania ogniw słonecznych, gdzie etasowanie laserowe umożliwia tworzenie struktur powierzchniowych w skali mikro i nano,zwiększenie absorpcji światła i zwiększenie mocy wyjściowej komórki.

Jako bardzo precyzyjny proces, cięcie laserowe jest wykorzystywane do cięcia ogniw słonecznych krzemu do pożądanych rozmiarów.Materiał pochłania energię fotonu.W przypadku gdy energia lasera jest wystarczająco wysoka, powierzchnia materiału jest ogrzewana do punktu, który prowadzi do topnienia lub odparowania.i zazwyczaj odparowanie dla metali innych niż metale, takich jak tworzywa sztuczne lub drewno.

Laser doping

Doping laserowy jest techniką przetwarzania materiałów szeroko stosowaną w półprzewodnikach, zwłaszcza krzemu, w celu zmiany ich właściwości elektrycznych. The core principle involves irradiating the semiconductor surface with a high-power laser to locally melt the substrate and incorporate dopant materials (commonly boron or phosphorus) into the silicon lattice.

Główne zalety obejmują:

1. Wysoka precyzja: Doping laserowy zapewnia doskonałą rozdzielczość przestrzenną i kontrolę dopingu.
2. Przetwarzanie bez kontaktu: Jako metoda bezkontaktowa unika uszkodzeń mechanicznych lub zanieczyszczeń, co czyni ją idealną do zastosowania w urządzeniach o wysokiej wydajności.
3. Wysoka przepustowość: Proces ten jest szybki i nadaje się do produkcji na dużą skalę.
4. Ogólna zgodność materiału: ma zastosowanie do różnych półprzewodników, w tym krzemu, arsenku galium i arsenku india.

Druk przenośny laserowy (PTP)

Drukowanie laserowe jest nową techniką drukowania bezkontaktowego, która polega na nakładaniu żądanej pasty na elastyczny, przejrzysty nośnik,Następnie za pomocą wysokiej mocy wiązki laserowej do selektywnego i szybkiego przenoszenia pasty z nośnika na powierzchnię komórki w celu utworzenia drobnych linii siatkowych.

Kluczowe etapy procesu obejmują:

1. Przygotowanie substratu: Podłoże zazwyczaj zawiera warstwę przezroczystego tlenku przewodzącego (TCO) do zbierania i przewodzenia energii elektrycznej.
2. Promieniowanie laserowe: wiązka laserowa jest precyzyjnie skanowana nad podłożem, lokalnie spiekając lub wzorowując go w celu utworzenia pożądanej struktury elektrody.
3. Układanie warstw: Aktywne warstwy i elektrody można przenosić warstwę po warstwie za pomocą przenoszenia laserowego.
4. Kapsuła: Końcowa komórka powstaje poprzez kształtowanie i enkapsulację.

Zalety obejmują:

1. Wysoka precyzja: zdolny do uzyskiwania wzorów poniżej 2 μm z doskonałą jednolitością, idealny do wysokiej wydajności ogniw słonecznych. Kompatybilny z pastą srebrną o niskiej temperaturze (używaną w ogniwach HJT).
2. Przetwarzanie bez kontaktu: zapobiega uszkodzeniu komórek lub zanieczyszczeniu, wspierając technologie cieńszych płytek.
3. Produkcja wysokiej prędkości: umożliwia szybką, wysoką wydajność produkcji.
4. Dostosowalność do wielu materiałów: Kompatybilny z różnymi materiałami, w tym materiałami organicznymi i substratami na bazie krzemu.
5. Oszczędności kosztów: W porównaniu z drukiem seryjnym transfer laserowy umożliwia wąskie linie siatkowe (do 18 μm), zmniejszając zużycie pasty srebrnej nawet o 30%.Jest to szczególnie korzystne dla komórek TOPCon i HJT wykorzystujących drogie pasty srebrne po obu stronach.

- Nie.

Wiertarki laserowe

Wykopywanie laserowe wykorzystuje wiązki laserowe o wysokiej gęstości energii do ogrzewania lokalizowanych obszarów materiału do momentu stopienia, odparowania lub ablacji, tworząc otwory.czas ekspozycjiW celu zapewnienia dokładnego tworzenia otworów należy precyzyjnie kontrolować poziom ogniska oraz różne lasery (CO2, Nd:YAG, femtosekunda itp.) w zależności od rodzaju materiału i zastosowania.

W sektorze fotowoltaicznym wiercenie laserowe ma kilka ważnych zastosowań:

1. Przetwarzanie ogniw słonecznych: Wiertarka laserowa może tworzyć mikrodzieła na powierzchni komórek, zwiększając wychwytywanie światła i zmniejszając straty odbicia, a tym samym poprawiając wydajność konwersji.komórki wielokrystaliczne, i innych materiałów fotowoltaicznych.
2. Połączenie ogniw i modułów: Wiertarki laserowe są wykorzystywane do tworzenia otworów dla połączeń elektrycznych między ogniwami, zapewniając płynny przepływ prądu i minimalizując straty energii.Wspiera również wytwarzanie otworów strukturalnych dla ram modułowych i złączy.
3. Płyty tylne ze szkła fotowoltaicznego: w podwójnych modulach fotowoltaicznych, zarówno przednie, jak i tylne panele są wykonane ze szkła; tylny panel wymaga precyzyjnego wiercenia do przeprowadzenia przewodów elektrycznych do skrzynek łącznikowych,tworzenie wiertni laserowej w procesie głębokiego przetwarzania szkła.

Wniosek

Wykonanie wiertni laserowej i inne procesy laserowe odgrywają kluczową rolę w poprawie wydajności ogniw słonecznych, obniżeniu kosztów produkcji i podnoszeniu jakości produktów.Technologie te znacząco przyczyniają się do rozwoju energii słonecznej i szerszego wykorzystania odnawialnych źródeł energii.

Warto zauważyć, że zastosowania lasera w elektrotechnice fotowoltaicznej wykraczają poza wyżej wymienione procesy i obejmują również techniki takie jak:wzornictwo laserowe(np. dla komórek XBC) orazablacja laserowa(używane w produkcji komórek PERC), między innymi.

Produkty pokrewne