[实用新型]一种用于背钝化电池的激光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于背钝化电池的激光系统。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。因此，晶体硅太阳能电池得到了世界各国的重视，目前也已经取得了极大的发展。为了获取更多的电能，提高光电转换效率是器件研究者与制造者不懈追求的目标。提高转换效率的基本途径，包括提高光源的利用率以及减少电能的传输损耗。

常规的太阳电池片通常通过正面制绒形成织构，减少正面电极的遮光比例，以及沉积减反射膜以达到减少入射光反射的目的。而使用合适电阻率的硅片为原料，合理的正面电极设计，恰当的正面扩散方块电阻，以及适配的正面银浆是减少电能传输损耗的方法。

在常规太阳能电池的基础上，有一种背钝化电池，其是在硅衬底的背面镀一层或者多层钝化膜，镀膜后对钝化膜局部开口，再印刷铝浆，使铝电极与衬底仅形成局部接触。相比于常规电池的铝电极与硅衬底直接接触，上述结构利用钝化膜减少了背表面的复合，可以明显提高电池的开路电压和短路电流。同时，由于局部电极接触区域是整面的均匀分布，仅小幅增加接触电阻。

实现上述背钝化电池结构的一个重要环节，是背面形成接触的电极开口的设计以及排列方式。现有的背面电极开口一般为平行的直线或者规则排列的点阵。对于平行直线的结构而言，其背面开口所占的面积较大，降低了背表面的有效钝化面积，影响了开路电压和短路电流。对于点阵结构而言，由于铝和硅形成合金时的柯肯道尔效应，对于合金使用铝浆和烧结条件有极为苛刻的要求，稍有偏差也会更明显的降低开压和电流。而将上述两种图案折中设计成由虚线组成的图案，是避免上述问题，提高电池片的转换效率的一种有效的方式。虚线图案可以由丝网印刷设计图案完成，并配合使用激光系统进行背面介质膜的开口。

为了实现上述的虚线图案，在使用激光进行背面介质膜的开口时，需要频繁的开关激光。由于激光系统的延迟，正常的开关光需要大约0.3~0.5毫秒，对于整个电池片，有上万条短线时，需要进行上万次的开关光，每个样品的额外时间损耗为3~5秒。这对于一条产能原为每小时2500片的生产线，会损失近80%产能。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于背钝化电池的激光系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于背钝化电池的激光系统，包括激光光源、光学系统和加工台面，在激光光源和加工台面之间还设有选择性遮光板；所述选择性遮光板上的图案与所需背面电极开口的图案相配合。

上文中，所述选择性遮光板的材质可以是金属，其受光面做抛光处理，在光源通过的地方镂空，镂空大小根据放置选择性遮光板的位置与焦距位置等比例缩小，大小范围可以为0.1~2毫米宽，1~3毫米长的矩形。

所述激光光源可以为1064纳米或者1064纳米倍频后的各个波长，激光脉宽为纳秒级，皮秒更优，飞秒最佳。

本实用新型的工作过程为：工作时，激光保持打开状态直线运动，而选择性遮光板设计有特定的图案，置于激光光源与加工台面之间，选择性遮光板遮挡一部分入射激光，镂空的图案漏过一部分激光，使最终在台面上的样品呈现设计的所需背面电极开口的图案。

上述技术方案中，所述选择性遮光板的厚度为0.5~2 mm。

上述技术方案中，所述光学系统包括激光光源出光后的倍频转换器、反射镜、扩束镜、振镜和扫描、视觉系统。

所述选择性遮光板放置于振镜与加工台面之间，加工台面位于振镜焦距处。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、本实用新型设计得到了一种专用于背钝化电池的激光系统，其在激光光源及加工台面之间放置选择性遮光板，因而可以使激光在工作时始终保持开启状态，在不增加加工时间的情况下，能够实现虚线状的介质层开口的制备；同时避免了激光器的频繁开关，因而大大减少了时间消耗，提高了生产效率。

2．本实用新型使用的选择性遮光板放置于激光的振镜（出光电）与加工台面（聚焦焦点）之间，遮光板根据待加工样品的大小按比例缩小，不遮挡视觉系统对于样品边缘的识别。

3．本实用新型使用的选择性遮光板可以采用表面抛光的金属板，遮光处可增强入射光的反射，对于遮光板的损伤亦可降到最小，因此该选择性遮光板在量产时可在固定位置长期使用。

4、本实用新型结构简单，便于制备，适用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。