[发明专利]一种太阳能背钝化高效晶硅电池激光加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能背钝化高效晶硅电池激光加工设备，属于晶硅电池生成设备领域。

背景技术

太阳能电池的主要性能指标之一是其能量转化效率。背钝化工艺可以显著提高太阳能晶硅电池的能量转化效率，单晶电池效率可以提升约0.7%-1.0%，多晶电池效率可以提升约0.5%。太阳能行业的发展迫切需求把背钝化工艺导入到晶硅电池的生产中。

背钝化膜一般是使用PECVD或者ALD工艺生长在晶圆的背面。背钝化材料通常为氧化铝和氮化硅叠层或者是氧化硅和太阳能背钝化高效晶硅电池，背钝化膜是电绝缘的，不具有导电能力。但是，电池片必须具有背电极才能完成其发电的功效，为了形成晶硅电池背电极，我们必须对背钝化层进行局部开窗，让电极金属材料通过开窗区域与电池的硅基材通过高温烧结形成导电性能良好的背电极。

背钝化膜开窗一般使用腐蚀浆料印刷和化学腐蚀的方法完成。首先化学腐蚀浆料通过丝网印刷机印刷到晶圆的背面，然后化学腐蚀浆料通过化学反应对钝化膜进行腐蚀，对晶圆背面钝化膜实现局部开窗。化学腐蚀完成后，剩余的化学腐蚀浆料以及被腐蚀的背钝化膜反应物通过清洗步骤清洗干净。最后金属材料通过开窗区域与电池的硅基材通过高温烧结形成导电性能良好的背电极。化学腐蚀浆料开窗工艺至少包含丝网印刷和化学清洗两个步骤，复杂性较高。化学腐蚀浆料本身是耗材，它的使用还对环境带来不必要的污染。总体来说化学腐蚀开窗工艺较为复杂，生产成本高，不适合于太阳能晶硅电池的量产。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能背钝化高效晶硅电池激光加工设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种太阳能背钝化高效晶硅电池激光加工设备，包括底架，所述底架上设置有工作平台，所述工作平台上设置有旋转盘，所述旋转盘上设置有若干组晶圆放置位，每组放置位上设置有两个放置座，所述旋转盘的上方设置有晶圆定位机构以及用以对晶圆进行背钝化加工的第一工艺机构，所述晶圆定位结构和第一工艺机构均通过支架台与工作平台固定，并且均与放置位配合，所述晶圆定位结构和第一工艺机构沿旋转盘的转动方向依次设置，所述底架内设置有各机构的电气控制装置；所述第一工艺机构包括第一激光器、第一分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第十一反射镜、第一衰减器、第二衰减器、第一扩束器、第二扩束器、第一扫描振镜头和第二扫描振镜头，所述第一激光器发出激光，通过第一分光镜将激光分成两束，其中一束依次经过第十一反射镜、第一反射镜、第二反射镜、第一衰减器、第一扩束器和第三反射镜穿入第一扫描振镜头，另一束次经过第四反射镜、第五反射镜、第二衰减器、第二扩束器和第六反射镜穿入第二扫描振镜头，所述第一扫描振镜头和第二扫描振镜头分别与放置位的两个放置座配合；所述晶圆定位结构包括若干用以抓拍晶圆在放置座上位置信息的相机。

所述旋转盘的上方还设置有用以把晶圆正负电极隔离开来的第二工艺机构，所述第二工艺机构也通过支架台与工作平台固定，并且与放置位配合，所述第二工艺机构位于第一工艺机构的下游；所述第二工艺机构包括第二激光器、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜、第十反射镜、第二分光镜、第三衰减器、第四衰减器、第三扩束器、第四扩束器、第三扫描振镜头和第四扫描振镜头，所述第二激光器发出激光，通过第七反射镜反射到第二分光镜，所述第二分光镜将激光变成两束，其中一束依次通过第三衰减器、第三扩束器和第十反射镜穿入第四扫描振镜头，另一束依次通过第九反射镜、第四衰减器、第四扩束器和第八反射镜穿入第三扫描振镜头，所述第三扫描振镜头和第四扫描振镜头分别与放置位的两个放置座配合。

所述第二工艺机构还包括第一光开关和第二光开关，所述第一光开关设置在第三扩束器和第十反射镜之间，所述第二光开关设置在第四扩束器和第八反射镜之间。

所述第二工艺机构的所有部件均设置在支架台的台面上，所述第二工艺机构的第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜、第十反射镜、第一光开关、第二光开关、第二分光镜、第三衰减器、第四衰减器、第三扩束器和第四扩束器的上方盖有第三密封盖，所述第三密封盖盖住的空间内注有过滤的干净空气或氮气。

所述第一工艺机构还包括第一功率计、第二功率计和校正第一、第二功率计的第三功率计，所述第一功率计设置在第一衰减器和第一扩束器之间，所述第二功率计设置在第二衰减器和第二扩束器之间。