CN111403545A - 太阳能电池的激光清边方法及装置、制备方法和加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池的激光清边方法及装置、制备方法和加工设备。该激光清边方法包括先使第一波长的激光透过基底去除光电转换层和背电极的待去除边缘；然后使第二波长的激光透过基底去除前电极的待去除边缘；光电转换层和背电极对第一波长激光的吸收率大于其对第二波长激光的吸收率；前电极对第二波长激光的吸收率大于其对第一波长激光的吸收率。该激光清边方法能够实现背电极和前电极的待去除边缘分别在两次不同波长的激光清边工艺中去除，从而避免现有的一种波长的激光在一次激光清边工艺过程中去除背电极与前电极的待去除边缘所导致的二者的待去除边缘互熔而发生短路，继而导致太阳能电池漏电的问题出现，进而确保太阳能电池的可靠性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种太阳能电池的激光清边方法及装置、制备方法和加工设备。
背景技术
在薄膜太阳能电池激光加工领域中，在做电池片边缘清边时通常采用近红外激光进行一次清边，即一次性去除所有膜层的待去除边缘，该方法效率高，但是不可避免的会在激光加工过程中出现膜层侧边互熔，以致太阳能电池的前电极与背电极之间发生短路，从而导致电池漏电，影响薄膜太阳能电池的性能及可靠性。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种太阳能电池的激光清边方法及装置、制备方法和加工设备。该激光清边方法能够实现背电极和前电极的待去除边缘分别在两次不同波长的激光清边工艺中去除，从而避免现有的一种波长的激光在一次激光清边工艺过程中去除背电极与前电极的待去除边缘所导致的二者的待去除边缘互熔而发生短路，继而导致太阳能电池漏电的问题出现，进而确保了太阳能电池的性能和可靠性。
本发明提供一种太阳能电池的激光清边方法，所述太阳能电池包括透光基底和沿远离所述基底的方向依次设置在所述基底上的透光前电极、光电转换层和不透光背电极，所述激光清边方法包括：
先使第一波长的激光透过所述基底去除所述光电转换层和所述背电极的待去除边缘；
然后使第二波长的激光透过所述基底去除所述前电极的待去除边缘；
其中，所述光电转换层和所述背电极对所述第一波长的激光的吸收率大于其对所述第二波长的激光的吸收率；所述前电极对所述第二波长的激光的吸收率大于其对所述第一波长的激光的吸收率。
优选地，所述第一波长小于所述第二波长。
优选地，所述前电极采用导电金属氧化物材料，所述背电极采用金属或金属合金材料，所述光电转换层采用铜铟镓硒或者非晶硅材料。
优选地，所述第一波长的范围为517～532nm。
优选地，所述第二波长的范围为1035～1064nm。
优选地，所述基底的材质为玻璃。
本发明还提供一种太阳能电池的制备方法，包括上述太阳能电池的激光清边方法。
本发明还提供一种采用上述激光清边方法的太阳能电池的激光清边装置，包括激光源和控制切换单元，所述激光源能发射出第一波长的激光和第二波长的激光；所述控制切换单元能控制切换所述激光源分时发射出不同波长的激光。
优选地，所述激光清边装置为双通道激光器，所述双通道激光器中的所述控制切换单元能分时调整所述激光源发射出的激光的频率，以实现所述第一波长的激光和所述第二波长的激光之间的切换。
本发明还提供一种太阳能电池的加工设备，包括上述的太阳能电池的激光清边装置。
本发明的有益效果：本发明所提供的太阳能电池的激光清边方法，通过先采用第一波长的激光对光电转换层和背电极的待去除边缘进行去除，再采用第二波长的激光对前电极的待去除边缘进行去除，能够实现背电极和前电极的待去除边缘分别在两次不同波长的激光清边工艺中去除，从而避免现有的一种波长的激光在一次激光清边工艺过程中去除背电极与前电极的待去除边缘所导致的二者的待去除边缘互熔而发生短路，继而导致太阳能电池漏电的问题出现，进而确保了太阳能电池的性能和可靠性。
本发明所提供的太阳能电池的制备方法，通过采用上述太阳能电池的激光清边方法，能使制备形成的太阳能电池不会出现背电极与前电极短路所导致的电池漏电的问题，从而确保太阳能电池的性能更可靠。
附图说明
图1为本发明实施例1中太阳能电池的结构剖视图；
图2为本发明实施例1中太阳能电池的激光清边方法的流程图；
图3为本发明实施例1中第一波长的激光对光电转换层和背电极的待去除边缘去除后的结构剖视图；
图4为本发明实施例1中第二波长的激光对前电极的待去除边缘去除后的结构剖视图。
其中的附图标记说明：
1.基底；2.前电极；3.光电转换层；4.背电极。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种太阳能电池的激光清边方法及装置、制备方法和加工设备作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种太阳能电池的激光清边方法，如图1所示，太阳能电池包括透光基底1和沿远离基底1的方向依次设置在基底1上的透光前电极2、光电转换层3和不透光背电极4，激光清边方法包括：如图2-图4所示，
步骤S101：先使第一波长的激光透过基底1去除光电转换层3和背电极4的待去除边缘。
步骤S102：然后使第二波长的激光透过基底1去除前电极2的待去除边缘。
其中，光电转换层3和背电极4对第一波长的激光的吸收率大于其对第二波长的激光的吸收率；前电极2对第二波长的激光的吸收率大于其对第一波长的激光的吸收率。
本实施例中，在第一波长的激光去除光电转换层3和背电极4的待去除边缘的工艺过程中，基本不会对前电极2的待去除边缘造成任何影响。另外，激光对各膜层的待去除边缘的去除是通过激光的照射，将固体状态的待去除边缘转化为气体状态，从而实现对各膜层待去除边缘的去除。
由于不同材料的膜层对不同波长的激光的吸收率不同，吸收率越大，激光对该膜层的去除速度越快，效果越好，所以通过先采用第一波长的激光对光电转换层3和背电极4的待去除边缘进行去除，再采用第二波长的激光对前电极2的待去除边缘进行去除，能够实现背电极4和前电极2的待去除边缘分别在两次不同波长的激光清边工艺中去除，从而避免现有的一种波长的激光在一次激光清边工艺过程中去除背电极4与前电极2的待去除边缘所导致的二者的待去除边缘互熔而发生短路，继而导致太阳能电池漏电的问题出现，进而确保了太阳能电池的性能和可靠性。
优选的，第一波长小于第二波长。由于第一波长的激光在清边工艺中基本不会对前电极2的待去除边缘造成任何影响，且由于激光去除各膜层的待去除边缘时，是将固体状态的待去除边缘转化为气体状态进行去除，所以该清边方法中通过先采用对前电极2不会进行去除的第一波长的激光对位于相对外侧的光电转换层3和背电极4的待去除边缘进行去除，有利于转化为气体状态的这两层的待去除边缘快速地扩散消失，以便将后续要去除的位于相对内侧的前电极2待去除边缘裸露出来，从而有利于后续转化为气体状态的前电极2的待去除边缘的扩散去除。
本实施例中，前电极2采用导电金属氧化物材料，背电极4采用金属或金属合金材料，光电转换层3采用铜铟镓硒或者半导体材料。第一波长的范围为517～532nm。第二波长的范围为1035～1064nm。其中，光电转换层3对第一波长的激光的吸收率高于背电极4对第一波长的激光的吸收率，所以，光电转换层3是第一波长的激光的主要吸收层，光电转换层3的待去除边缘吸收第一波长的激光后熔化为气态扩散消失，从而使背电极4的待去除边缘也在第一波长的激光的作用下很快熔化为气态扩散消失，但在此过程中，前电极2的待去除边缘基本不会被去除。在第二波长的激光清边过程中，前电极2是第二波长的激光的主要吸收层，前电极2的待去除边缘吸收第二波长的激光后熔化为气态扩散消失。
本实施例中，基底1的材质为玻璃。通常，玻璃基底1的太阳能电池需要对基底1上的各膜层进行激光清边，然后再对该太阳能电池进行封装。采用本实施例中的激光清边方法的太阳能电池如硅基电池、铜铟镓硒电池等。
基于本实施例中提供的上述太阳能电池的激光清边方法，本实施例还提供一种采用该激光清边方法的太阳能电池的激光清边装置，包括激光源和控制切换单元，激光源能发射出第一波长的激光和第二波长的激光；控制切换单元能控制切换激光源分时发射出不同波长的激光。
该激光清边装置，通过设置控制切换单元，能使激光源分时发射出两种不同波长的激光，从而实现对太阳能电池中基底上各膜层的待去除边缘的去除。
优选的，本实施例中，激光清边装置为双通道激光器，双通道激光器中的控制切换单元能分时调整激光源发射出的激光的频率，以实现第一波长的激光和第二波长的激光之间的切换。即本实施例中的激光源只有一个，控制切换单元通过调整该激光源发射出的激光的频率为两种不同的频率(如频率加倍)，从而实现两种不同波长的激光的发射。该激光清边装置能够使发射出的不同波长的激光光路完全一致，从而使不同波长的激光加工的位置完全相同，进而保证了两次激光清边工艺的工艺精度，采用该激光清边装置的工艺成本较低。
需要说明的是，该激光清边装置中的激光源也可以是两个，两个激光源分别发射出不同波长的激光，但相对于上述双通道激光器，该激光清边装置中两个激光源分别有一条激光光路，需要调整两条激光光路的加工位置相同，相比于上述双通道激光器，两次激光清边工艺的工艺精度较低，且该激光清边装置的工艺成本较高。
另外需要说明的是，采用上述激光清边方法的激光清边装置不限于上述两种。这里不再赘述。
实施例1的有益效果：实施例1中所提供的激光清边方法，通过先采用第一波长的激光对光电转换层和背电极的待去除边缘进行去除，再采用第二波长的激光对前电极的待去除边缘进行去除，能够实现背电极和前电极的待去除边缘分别在两次不同波长的激光清边工艺中去除，从而避免现有的一种波长的激光在一次激光清边工艺过程中去除背电极与前电极的待去除边缘所导致的二者的待去除边缘互熔而发生短路，继而导致太阳能电池漏电的问题出现，进而确保了太阳能电池的性能和可靠性。
实施例2：
本实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括实施例1中太阳能电池的激光清边方法。
通过采用实施例1中的太阳能电池的激光清边方法，能使通过该制备方法制备形成的太阳能电池不会出现背电极与前电极短路所导致的电池漏电的问题，从而确保太阳能电池的性能更可靠。
实施例3：
本实施例提供一种太阳能电池的加工设备，包括实施例1中的太阳能电池的激光清边装置。
通过采用实施例1中的太阳能电池的激光清边装置，能使该加工设备加工制备的太阳能电池不会出现背电极与前电极短路所导致的电池漏电的问题，从而确保太阳能电池的性能更可靠。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的激光清边方法，所述太阳能电池包括透光基底和沿远离所述基底的方向依次设置在所述基底上的透光前电极、光电转换层和不透光背电极，其特征在于，所述激光清边方法包括：
先使第一波长的激光透过所述基底去除所述光电转换层和所述背电极的待去除边缘；
然后使第二波长的激光透过所述基底去除所述前电极的待去除边缘；
其中，所述光电转换层和所述背电极对所述第一波长的激光的吸收率大于其对所述第二波长的激光的吸收率；所述前电极对所述第二波长的激光的吸收率大于其对所述第一波长的激光的吸收率。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的激光清边方法，其特征在于，所述第一波长小于所述第二波长。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的激光清边方法，其特征在于，所述前电极采用导电金属氧化物材料，所述背电极采用金属或金属合金材料，所述光电转换层采用铜铟镓硒或者非晶硅材料。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的激光清边方法，其特征在于，所述第一波长的范围为517～532nm。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池的激光清边方法，其特征在于，所述第二波长的范围为1035～1064nm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的激光清边方法，其特征在于，所述基底的材质为玻璃。
7.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的太阳能电池的激光清边方法。
8.一种采用权利要求1-6任意一项所述的激光清边方法的太阳能电池的激光清边装置，其特征在于，包括激光源和控制切换单元，所述激光源能发射出第一波长的激光和第二波长的激光；所述控制切换单元能控制切换所述激光源分时发射出不同波长的激光。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的激光清边装置，其特征在于，所述激光清边装置为双通道激光器，所述双通道激光器中的所述控制切换单元能分时调整所述激光源发射出的激光的频率，以实现所述第一波长的激光和所述第二波长的激光之间的切换。
10.一种太阳能电池的加工设备，其特征在于，包括权利要求8-9任意一项所述的太阳能电池的激光清边装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210121 Address after: Unit 611, unit 3, 6 / F, building 1, yard 30, Yuzhi East Road, Changping District, Beijing 102208 Applicant after: Zishi Energy Co.,Ltd. Address before: Room A129-1, No. 10 Zhongxing Road, Changping District Science and Technology Park, Beijing 102200 Applicant before: DONGTAI HI-TECH EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200710 |
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