[发明专利]晶硅太阳能电池钻孔设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光钻孔设备，尤其涉及用于晶硅太阳能电池钻孔设备，属于激光精密加工制造技术领域。

背景技术

近年来由于环保意识的提高以及石油短缺日益严重，如何有效利用取之不尽，用之不竭的太阳能，降低太阳能电池发电成本，逐渐成为全球太阳能电池生产研发机构的共同研发目标。

太阳电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质：当掺入硼杂质时，硅晶体中就会存在一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子后，硅晶体中会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体和n型半导体结合形成pn结，当太阳光照射时，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区的电子往n型区移动，从而形成n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了电源。

太阳能电池的生产工艺环节中电极的制作为重要的工艺环节，传统的工艺手段是采用丝网印刷技术，共包括三个环节，正面银印刷、背面铝面印刷、背面银电极印刷。正面银印刷是在电池片的正面用银浆料印刷一排间隔均匀的栅线和两条电极，要求栅线间距约3mm，宽度约0.1～0.12mm。背面铝印刷是在电池片的背面采用铝银浆料印刷整面。背面银电极印刷是在电池片的背面用银浆印刷两条电极导线作为电池片的电极。采用传统丝网印刷的工艺制造的电池电极高宽比较小，侧面电流引起的能量损失较大，同时表面电极面积较大造成较高的入射光遮蔽能量损失，以上两种因素严重阻碍了晶硅太阳能电池的转化效率。

MWT(metal Wrap through)电池由于把正面电极较宽的部分转移到背面电极，使其不仅可以通过激光钻出连接正、背电极的金属电极通孔，提高电极的高宽比，而且正面的电极面积减少进一步降低了入射光被遮挡的比例。MWT对太阳能电池转换效率比较传统工艺有明显的提升，当正面金属电极线宽为120um时，传统电池用为侧面电流产生所损失的能量为2.5％，电极对入射光的遮蔽损失的能量为7.5％，合计为10％；而MWT电池的能量损失分别为1.5％和5.8％，合计为7.3％，较传统电池少了1/4。因此以MWT所制造的125mm*125mm多晶硅太阳能电池可达18％，较传统的丝网印刷工艺制造的太阳能电池高了1％。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种晶硅太阳能电池钻孔设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

晶硅太阳能电池钻孔设备，特点是：激光器的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端布置有旋光模组，旋光模组的输出端布置有扫描振镜装置，所述扫描振镜装置包含CCD镜头、转角镜片、振镜头和扫描场镜，转角镜片与旋光模组的输出端相衔接，转角镜片上安装CCD镜头，转角镜片的输出端连接振镜头，振镜头的输出端连接扫描场镜，扫描场镜正对于加工平台，加工平台安装于X轴直线导轨上，X轴直线导轨安装于Y轴直线导轨上，Y轴直线导轨与X轴直线导轨相垂直。

进一步地，上述的晶硅太阳能电池钻孔设备，其中，所述激光器是输出波长为可见光532nm或紫外光355nm的半导体端面泵浦激光器。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明采用高性能半导体端面泵浦激光器保证激光钻孔的品质和效率，具备同轴影像模组的扫描振镜结构实现了高速的小孔跳转和影像实时监测功能。该设备具有钻孔精度高、小孔圆度好、热效应区域小、钻孔直径50um～300um连续可调等特点。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明设备的光路结构示意图；

图2：扫描振镜装置的结构示意图；

图3：加工平台的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

本发明涉及的晶硅太阳能电池钻孔设备采用高功率半导体泵浦光源在晶硅电池表面加工直径50um～200um的通孔，电池电极通过该通孔实现电池正、背电极的导通，即形成所谓的MWT电池工艺，最终使得太阳能电池达到更高的转化效率。