CN104400227A - 一种用于激光刻划fto玻璃的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，调整激光焦点至负离焦位置即FTO膜层中进行刻划，即采用负离焦刻划方式刻划。本发明采用负离焦刻划方式对FTO玻璃进行刻划，尤其适用于1064nm激光对FTO玻璃的刻划效果优化，具有以下优点：1、减小了激光刻线的热影响区域，提高了下一工序膜层的附着力，有效改善了用FTO玻璃制作的太阳能电池组件的外观；2、得到了良好的激光刻槽效果，保障了用FTO玻璃制作的太阳能电池组件的电性能的稳定性；3、保证了激光器的正常使用寿命。

Description

一种用于激光刻划FTO玻璃的加工方法
技术领域
本发明涉及一种用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，尤其涉及一种用于1064nm激光刻划FTO玻璃的加工方法。
背景技术
FTO玻璃是掺杂氟的SnO2导电玻璃的简称(FTO则为掺杂氟的SnO2导电膜的简称)，广泛应用于薄膜太阳能电池的生产，在应用中，根据需要会对FTO玻璃进行激光刻划或切割，以使其满足应用的大小尺寸、厚度或沟槽形状等要求。
目前，使用激光尤其是1064nm激光刻划FTO玻璃时主要有两种聚焦方式：
一种是正焦点刻划，这是应用最多的一种方式，即将激光焦点调节到FTO膜层与玻璃接触面上的一种激光刻划方式。通过长期应用发现，正焦点刻划方式存在以下缺陷：会使激光刻线周围的FTO膜层出现较大的热影响区域，具体表现为：1064nm激光为热传导加工，即将激光能量转换为热能使FTO膜层达到气化点形成刻线，根据物理定律在此过程中必然会产生热传递现象，激光刻线的热影响区域即为热传递现象在FTO膜层上形成的区域，热影响区域会导致刻线周围的FTO膜层鼓起，微观上会影响下一工序膜层的附着力和FTO膜层的导电性能；外观上在刻线周围会出现热影响区域不连续，裸眼观察刻线呈虚线状态。
另一种是正离焦刻划，这种方式应用较少，即将激光焦点调节到玻璃端的一种刻划方式。正离焦刻划方式存在以下缺陷：会使激光刻线的刻槽内FTO膜层残留物过多，影响下一工序膜层的附着力，此时增大激光能量消除FTO膜层残留物又会使激光刻线的热影响区域增大，且会缩短激光器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种采用负离焦刻划的用于激光刻划FTO玻璃的加工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，调整激光焦点至负离焦位置即FTO膜层中进行刻划。
上述方式即为负离焦刻划方式，具体而言是将激光焦点调节到负离焦位置即FTO膜层中的一种刻划方式。负离焦以前在玻璃切割中有过应用，但还未用于1064nm激光刻划FTO玻璃的加工过程中。采用负离焦刻划方式对FTO玻璃进行刻划可在相同时间内气化尽可能多的FTO膜，从而形成较大的正压力爆破掉未气化的FTO膜，形成良好的刻线槽；此时大部分激光能量用于气化FTO膜，少部分激光能量转化为热能在激光刻线附近的FTO膜中进行热传递，因此在激光刻线周围可得到较小的热影响区域；采用该方法刻划FTO玻璃所需要的激光功率为9.7～10.8W，因此可保证激光器的正常使用寿命。
作为优选，所述调整激光焦点至负离焦位置的方法为：首先确保激光头与FTO玻璃所处的两个水平面是相对平行的，再采用粗调方式调整激光头的聚焦镜高度，一边调整一边出光刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈白色、亮度最亮时即为正焦点位置；基于正焦点位置再次采用每次升高0.5～1mm的精调方式升高聚焦镜高度，一边升高一边出光刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈橙色、火焰中心点呈现白色亮点时即为负离焦位置。
所述粗调方式每次调整2mm。
本发明的有益效果在于：
本发明采用负离焦刻划方式对FTO玻璃进行刻划，尤其适用于1064nm激光对FTO玻璃的刻划效果优化，具有以下优点：
1、减小了激光刻线的热影响区域，提高了下一工序膜层的附着力，有效改善了用FTO玻璃制作的太阳能电池组件的外观；
2、得到了良好的激光刻槽效果，保障了用FTO玻璃制作的太阳能电池组件的电性能的稳定性；
3、保证了激光器的正常使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述负离焦刻划过程中的调焦示意图之一；
图2是本发明所述负离焦刻划过程中的调焦示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明所述用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，采用负离焦刻划方式，也就是调整激光焦点至负离焦位置即FTO膜层中进行刻划；其具体过程如图1和图2所示，首先，如图1所示，确保激光头与FTO玻璃所处的两个水平面是相对平行的，FTO玻璃由上面的FTO膜1和下面的玻璃2组成，再采用每次调整2mm的粗调方式调整激光头的聚焦镜高度，一边调整一边射出激光5刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈白色、亮度最亮时即为正焦点位置3；如图1和图2所示，基于正焦点位置3再次采用每次升高0.5～1mm的精调方式升高聚焦镜高度，一边升高一边射出激光5刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈橙色、火焰中心点呈现白色亮点时即为负离焦位置4，见图2所示。
如图2所示，采用负离焦刻划方式对FTO玻璃进行刻划可在相同时间内气化尽可能多的FTO膜1，从而形成较大的正压力爆破掉未气化的FTO膜1，形成良好的刻线槽；此时大部分激光5的能量用于气化FTO膜1，少部分激光5的能量转化为热能在激光刻线附近的FTO膜1中进行热传递，因此在激光刻线周围可得到较小的热影响区域；采用该方法刻划FTO玻璃所需要的激光功率为9.7～10.8W，因此可保证激光器的正常使用寿命。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，其特征在于：调整激光焦点至负离焦位置即FTO膜层中进行刻划。
2.根据权利要求1所述的用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，其特征在于：所述调整激光焦点至负离焦位置的方法为：首先确保激光头与FTO玻璃所处的两个水平面是相对平行的，再采用粗调方式调整激光头的聚焦镜高度，一边调整一边出光刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈白色、亮度最亮时即为正焦点位置；基于正焦点位置再次采用每次升高0.5～1mm的精调方式升高聚焦镜高度，一边升高一边出光刻划FTO玻璃，观察FTO玻璃表面的火焰颜色以及亮度，直至火焰颜色呈橙色、火焰中心点呈现白色亮点时即为负离焦位置。
3.根据权利要求2所述的用于激光刻划FTO玻璃的加工方法，其特征在于：所述粗调方式每次调整2mm。
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