CN104722932B - 一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于非晶硅太阳电池钻孔领域，提供一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，将镀有膜层的玻璃基底的膜面朝上放置，然后从待钻通孔的边缘向内清除一个圆环内的膜层，然后在清除膜层的圆环内，激光从玻璃基底的下表面向上进行分层钻孔。本发明实施例将非晶硅太阳电池玻璃基底的有膜层的一面放置在加工线上，通过激光清除一个圆环内的膜层，然后采用分层方式，按照内摆线的轨迹进行钻孔，降低了设备的成本，保证了非晶硅太阳电池的流水线加工，同时避免了膜层的膜面污染。

Description

一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法

技术领域

本发明属于非晶硅太阳电池钻孔领域，尤其涉及一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法。

背景技术

随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。而我国太阳能资源十分丰富，适宜太阳能发电的国土面积和建筑物受光面积很大；目前中国带有绿色建筑评价标识的建筑总面积不足4000万平方米，未来发展绿色建筑空间巨大。

光伏建筑一体化(BIPV)适合大多数建筑，如平屋顶、斜屋顶、幕墙、天棚等等形式都可以安装。BIPV建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构；太阳能硅电池发电时无转动部件，无噪声，对环境不会造成污染；BIPV建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益；还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。中国发展绿色建筑将有效带动新型建材、新能源、节能服务等产业发展，有望撬动超过万亿元的绿色市场规模。

非晶硅太阳电池一般采用玻璃材质作为基底，并在基底的上表面镀有膜层，当对玻璃基底进行激光加工时，如果将膜层的膜面向上放置，激光则不能透过膜层从玻璃的下表面进行钻孔，所以目前非晶硅电池的激光钻孔加工都是需要将非晶硅太阳电池的基底有膜层的一面向下放置，激光透过玻璃进行加工；但实际的非晶硅太阳电池加工产线中，非晶硅太阳电池一直是膜面向上的，为了实现钻孔，需要非晶硅太阳电池膜面向下翻转，就使得整个产线设备多出一个非晶硅太阳电池翻转机构，增加了设备成本；且非晶硅太阳电池膜面向下放置在工作台或皮带上，容易导致膜面被污染。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，以解决现有的工艺需要设备成本高和容易污染膜面的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，将镀有膜层的玻璃基底的膜面朝上放置，然后从待钻通孔的边缘向内清除一个圆环内的膜层，然后在清除膜层的圆环内，激光从玻璃基底的下表面向上进行分层钻孔。

进一步地，清除一个圆环内的膜层时，激光的焦点位于所述玻璃基底的上表面下方0.5-1mm处。

进一步地，分层钻孔时，激光按螺旋轨迹或同心圆轨迹或内摆线轨迹进行加工。

进一步地，分层钻孔前，需要先设置激光加工的焦点下限点、焦点上限点和焦点间距。

进一步地，所述玻璃的底部设有集尘装置。

进一步地，采用变倍扩束镜系统改变焦点的位置，所述变倍扩束镜系统包括可在轴线上相互移动的凹透镜和凸透镜组成的透镜组。

进一步地，所述激光的发生器为绿光纳秒激光器。

进一步地，激光的脉宽小于15ns。

进一步地，激光的功率大于8W。

本发明实施例提供了一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，将非晶硅太阳电池玻璃基底的有膜层的一面放置在加工线上，通过激光清除一个圆环内的膜层，然后采用分层方式，按照内摆线的轨迹进行钻孔，降低了设备的成本，保证了非晶硅太阳电池的流水线加工，同时避免了膜层的膜面污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的非晶硅太阳电池玻璃基底钻孔完成后还未脱落被切掉部分时示意图；

图2是图1的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2所示，本发明实施例提供一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，将镀有膜层11的玻璃基底12的膜面朝上放置，然后从待钻通孔13的边缘向内清除一个圆环14内的膜层，然后在清除膜层的圆环内，激光从玻璃基底的下表面向上进行分层钻孔。

本实施例中，所述镀的膜层有三层a、b、c。

由于所镀膜层对激光的传输有阻碍，首先需要清除相应的膜层，为了节约加工时间，本实施例只清除待钻通孔13内的一部分膜层，即清除一个圆环内的膜层，当清除膜层时，激光的焦点位于所述玻璃基底的上表面下方0.5-1mm处采用负离焦的方式，防止激光能量太大而对玻璃基底上的其余膜层产生热影响。

当清除掉圆环内的膜层后，激光可在圆环内对玻璃进行钻孔，首先设置激光加工的焦点下限点、焦点上限点和焦点间距。所述焦点下限点位于玻璃基底的下表面附近，其具体的位置在实际加工中可根据玻璃基底的厚度设置；同理，所述焦点上限点位于所述玻璃基底上表面附近。由于对玻璃基底的钻孔采用分层钻孔的方式，设置焦点间距，当激光首先在焦点下限点处按照预设的轨迹加工完一层后，焦点提升一个焦点间距，在此案预设的轨迹加工，直到加工在焦点上限点所在的一层为止，此时，通过切割一个圆环的而实现待钻通孔的加工。

本实施例中，每层的钻孔时，激光按内摆线轨迹进行加工。

所述内摆线为一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点在滚动时划出的轨迹。

由于所述内摆线轨迹为连续的，每个加工层在内摆线轨迹的始末两点才存在开或关激光操作，大大了节约了加工的时间，同时尽可能的降低了了爆点的风险，使得所钻的通孔表面光滑；并且，由于采用内摆线轨迹加工方式，使得通孔内壁都能均匀的被加工，其表面更加光滑。

在其他实施例中，加工的轨迹可以是螺旋轨迹或同心圆轨迹。

进一步地，为了保障被玻璃基底和膜层的洁净，所述玻璃基底的底部位置设有集尘装置。

激光焦点的移动通过变倍扩束镜系统(图未示)实现，所述变倍扩束镜系统包括可在轴线上相互移动的凹透镜(图未示)和凸透镜(图未示)组成的透镜组(图未示)，通过改变凹透镜和凸透镜之间的距离，调整发散角，从而实现激光焦点的改变。通过此变倍扩束镜系统，减少了加工设备的z轴上下移动结构，可降低设备的成本，且由于通过系统的控制，焦点移动的精度高、且操作方便。

所述激光的发生器为绿光纳秒激光器，其波长为532nm，激光的脉宽小于15ns，激光的功率大于8W，本实施例中优选为8-15W。

本是发明实施例提供的非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法使得电池能顺利的在产线上进行运转，而不要额外的翻转机构，减小了设备成本；同时有效避免了膜面向下放置时电池接触到工作台或皮带等带来的电池污染问题。

本发明实施例通过设置内摆线的加工轨迹，避免了频繁开关光操作，提高了加工效率，同时降低了爆点和裂纹的产生，提高了成品率。改变了传统的机械加工或激光加工后还需要滚轮倒角的工艺，精简了工艺流程和后期滚轮倒角的设备成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种非晶硅太阳电池玻璃基底的激光钻孔方法，其特征在于，将镀有膜层的玻璃基底的膜面朝上放置，然后从待钻通孔的边缘向内清除一个圆环内的膜层，然后在清除膜层的圆环内，激光从玻璃基底的下表面向上进行分层钻孔。

2.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，清除一个圆环内的膜层时，激光的焦点位于所述玻璃基底的上表面下方0.5-1mm处。

3.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，分层钻孔时，激光按螺旋轨迹或同心圆轨迹或内摆线轨迹进行加工。

4.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，分层钻孔前，需要先设置激光加工的焦点下限点、焦点上限点和焦点间距。

5.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，所述玻璃的底部设有集尘装置。

6.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，采用变倍扩束镜系统改变焦点的位置，所述变倍扩束镜系统包括可在轴线上相互移动的凹透镜和凸透镜组成的透镜组。

7.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，所述激光的发生器为绿光纳秒激光器。

8.如权利要求7所述的激光钻孔方法，其特征在于，激光的脉宽小于15ns。

9.如权利要求7所述的激光钻孔方法，其特征在于，激光的功率大于8W。