本發(fā)明涉及光伏電池制備，尤其涉及一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在光伏電池制造過程中，激光蝕刻技術(shù)被用于去除中間的吸光層，刻蝕后的吸光層會(huì)形成蝕刻線槽，蝕刻線槽的兩側(cè)被清洗，暴露出吸光層的橫截面以供金屬背電極的注入，從而實(shí)現(xiàn)金屬正負(fù)電極的導(dǎo)通。然而，由于吸光層材料的固有特性，金屬鉛離子會(huì)與背電極材料發(fā)生擴(kuò)散等不良反應(yīng)，隨著時(shí)間的推移，會(huì)導(dǎo)致光伏電池的吸光層的性能逐漸變得不穩(wěn)定，電池壽命快速縮短。

2、為解決這一問題，則需要對(duì)蝕刻線槽的邊緣采取保護(hù)措施。但用于刻蝕的激光通常極為精細(xì)，對(duì)設(shè)備精度要求極高，特別是在需要對(duì)已刻蝕的刻蝕線槽進(jìn)行二次刻蝕時(shí)，其加工難度顯著增加。同時(shí)，為了滿足正負(fù)電極之間的導(dǎo)電性要求，二次刻蝕的線寬需達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，這就需要同時(shí)對(duì)第一次刻蝕時(shí)的激光光束和第二次刻蝕的激光光束的線寬都進(jìn)行調(diào)整，以滿足二次刻蝕和正負(fù)電極的導(dǎo)電性要求。除此之外，為實(shí)現(xiàn)不同的刻蝕寬度，往往需要提前設(shè)置多束激光進(jìn)行刻蝕，激光的一致性難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能夠調(diào)節(jié)用于刻蝕的激光光束的刻蝕線寬以靈活適應(yīng)刻蝕要求的同時(shí)保證激光一致性的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法及裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，包括：

3、提供一第一衍射元件，通過所述第一衍射元件對(duì)激光光束進(jìn)行衍射，以獲得矩形光斑；

4、提供一第一旋轉(zhuǎn)裝置，通過所述第一旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)所述第一衍射元件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)所述矩形光斑在預(yù)設(shè)的刻蝕方向上的投影寬度；

5、通過聚焦器件將所述矩形光斑聚焦于光伏電池上，并基于所述矩形光斑對(duì)所述光伏電池進(jìn)行刻蝕。

6、具體地，還提供一第二衍射元件，在通過所述聚焦器件將所述矩形光斑聚焦于所述光伏電池上前，還通過所述第二衍射元件對(duì)所述矩形光斑進(jìn)行分束以形成若干條矩形子光斑，并通過所述聚焦器件將所述矩形子光斑聚焦于所述光伏電池上，以基于所述矩形子光斑對(duì)所述光伏電池進(jìn)行刻蝕。

7、更進(jìn)一步地，所述刻蝕方法還通過第二旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)各所述矩形子光斑的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)。

8、具體地，通過所述第一衍射元件對(duì)所述激光光束進(jìn)行衍射之前，所述刻蝕方法還通過一光束調(diào)節(jié)器對(duì)所述激光光束進(jìn)行整形，所述光束調(diào)節(jié)器包括光束變換器、形貌整形器件、發(fā)散角調(diào)控器件或空間光調(diào)制器中的至少一種。

9、具體地，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二旋轉(zhuǎn)裝置為空心旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

10、本發(fā)明還公開一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，包括：

11、光源，其用于發(fā)射激光光束；

12、第一衍射元件，其用于對(duì)所述光源發(fā)出的所述激光光束進(jìn)行衍射，以獲得矩形光斑；

13、第一旋轉(zhuǎn)裝置，其用于對(duì)所述第一衍射元件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)所述矩形光斑在預(yù)設(shè)的刻蝕方向上的投影寬度，從而控制激光刻蝕時(shí)的刻蝕線寬；

14、第二衍射元件，其用于對(duì)經(jīng)所述第一旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)節(jié)后的所述矩形光斑進(jìn)行分束，以形成若干條矩形子光斑；

15、聚焦器件，其用于將所述矩形子光斑聚焦于光伏電池上。

16、具體地，所述激光刻蝕裝置還包括用于對(duì)各所述矩形子光斑的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)的第二旋轉(zhuǎn)裝置，所述第二旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述第二衍射元件和所述聚焦器件之間。

17、更進(jìn)一步地，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二旋轉(zhuǎn)裝置為空心旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

18、具體地，所述光源和所述第一衍射元件之間還設(shè)置有光束調(diào)節(jié)器，所述光束調(diào)節(jié)器用于對(duì)所述激光光束進(jìn)行整形，所述光束調(diào)節(jié)器包括光束變換器、形貌整形器件、發(fā)散角調(diào)控器件或空間光調(diào)制器中的至少一種。

19、具體地，所述激光光束包括紅外光、綠光、紫外光或藍(lán)光中的至少一種。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明上述技術(shù)方案提供的刻蝕方法，通過第一旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)經(jīng)由第一衍射元件進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)經(jīng)由第一衍射元件形成的矩形光斑進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。由于矩形光斑存在長邊以及短邊，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中矩形光斑于刻蝕方向上的投影會(huì)隨轉(zhuǎn)動(dòng)改變寬度，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的刻蝕線寬的調(diào)整。實(shí)時(shí)調(diào)整的線寬能夠適應(yīng)不同工作場(chǎng)景的要求，僅依靠單束激光便能實(shí)現(xiàn)不同線寬的刻蝕需要，激光的一致性得以保證，刻蝕的靈活性和適應(yīng)性增強(qiáng)，操作簡易，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)特征：

1.一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，其特征在于，還提供一第二衍射元件，在通過所述聚焦器件將所述矩形光斑聚焦于所述光伏電池上前，還通過所述第二衍射元件對(duì)所述矩形光斑進(jìn)行分束以形成若干條矩形子光斑，并通過所述聚焦器件將所述矩形子光斑聚焦于所述光伏電池上，以基于所述矩形子光斑對(duì)所述光伏電池進(jìn)行刻蝕。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，其特征在于，還通過第二旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)各所述矩形子光斑的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，其特征在于，通過所述第一衍射元件對(duì)所述激光光束進(jìn)行衍射之前，還通過一光束調(diào)節(jié)器對(duì)所述激光光束進(jìn)行整形，所述光束調(diào)節(jié)器包括光束變換器、形貌整形器件、發(fā)散角調(diào)控器件或空間光調(diào)制器中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二旋轉(zhuǎn)裝置為空心旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

6.一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述第一衍射元件和所述聚焦器件之間的第二衍射元件，所述第二衍射元件用于對(duì)經(jīng)所述第一旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)節(jié)后的所述矩形光斑進(jìn)行分束，以形成若干條矩形子光斑；所述聚焦器件用于將所述矩形子光斑聚焦于所述光伏電池上以對(duì)所述光伏電池進(jìn)行刻蝕。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，其特征在于，還包括用于對(duì)各所述矩形子光斑的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)的第二旋轉(zhuǎn)裝置，所述第二旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述第二衍射元件上。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，其特征在于，所述光源和所述第一衍射元件之間還設(shè)置有光束調(diào)節(jié)器，所述光束調(diào)節(jié)器用于對(duì)所述激光光束進(jìn)行整形，所述光束調(diào)節(jié)器包括光束變換器、形貌整形器件、發(fā)散角調(diào)控器件或空間光調(diào)制器中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可改變刻蝕線寬的激光刻蝕裝置，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二旋轉(zhuǎn)裝置為空心旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種可改變刻蝕線寬的激光刻蝕方法及裝置，刻蝕方法包括：提供一第一衍射元件，通過第一衍射元件對(duì)激光光束進(jìn)行衍射，以獲得矩形光斑；提供一第一旋轉(zhuǎn)裝置，通過第一旋轉(zhuǎn)裝置對(duì)第一衍射元件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)矩形光斑在預(yù)設(shè)的刻蝕方向上的投影寬度；通過聚焦器件將矩形光斑聚焦于光伏電池上，并基于矩形光斑對(duì)光伏電池進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明的刻蝕方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刻蝕線寬的實(shí)時(shí)精確調(diào)整，刻蝕的靈活性和適應(yīng)性增強(qiáng)，操作簡易，成本低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：尹懷東,薛建雄,高壘,陳金祥,林小波,朱尚典,謝鑫程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科羲和（廣東）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15