CN113042903B - 无损切割方法及无损切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无损切割方法及无损切割设备。该无损切割方法采用激光对待切割物进行切割，待切割物具有共线的诱导槽路径和切割线路径，无损切割方法包括：使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且第一激光在待切割物上聚焦形成具有第一中心点的第一光斑，第二激光在待切割物上聚焦形成具有第二中心点的第二光斑，第一中心点和第二中心点与诱导槽路径共线；使第一激光和第二激光与待切割物相对移动，且移动过程中，第一激光运动至诱导槽路径之外位置时阻断第一激光至待切割物的光路，第二中心点位于第一中心点之后或与第一中心点重合。第一激光与第二激光垂直照射在待切割物上，形成的第一光斑和第二光斑均无变形，提高了加工效率和效果。

Description

无损切割方法及无损切割设备

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体而言，涉及一种无损切割方法及无损切割设备。

背景技术

现有的光伏电池片切割技术可以采用热切割方法，即，将激光聚焦为20～50μm的光斑，反复在电池片表面沿切割线路径方向划刻，在电池片上形成一定深度的熔融沟槽后，外部施加掰断力将电池片分离开。该切割方法通过聚焦光斑反复划刻，会造成切割断面的切割损伤(微裂纹)和电池表面较大的热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)，对切割后的电池片的电性能影响很大。

为了减小激光对光伏电池片的损伤，发展出一种无损切割的方法，通过诱导激光在预定切割的位置划出一条或多条一定长度的诱导切割槽，应力激光照射在诱导切割槽上面并沿预定切割的方向移动，被照射部位形成局部温度梯度，电池片沿着诱导切割槽产生裂纹并延伸裂开，实现了电池片的无损切割。

申请人在研究中发现，无损切割技术可以采用分离式激光照射或者旁轴照射光路方案，分离式激光照射时，在一个工位进行照射形成诱导槽，再运送至另一工位照射形成温度梯度裂开，导致电池片需要运动较长距离，对位精度不佳，加工效率低；旁轴照射时，切割激光或者热应力激光以较大的倾斜的角度照射在待切割物上，诱导槽路径切割激光束的聚焦光斑或者热应力激光以一定角度照射电池片，光斑会发生变形，影响诱导槽的加工效果或者热应力断裂效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无损切割方法及无损切割设备，以解决现有技术中的无损切割时光斑变形的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无损切割方法，无损切割方法采用激光对待切割物进行切割，待切割物具有共线的诱导槽路径和切割线路径，无损切割方法包括：使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且第一激光在待切割物上聚焦形成具有第一中心点的第一光斑，第二激光在待切割物上聚焦形成具有第二中心点的第二光斑，第一中心点和第二中心点与诱导槽路径共线；使第一激光和第二激光与待切割物相对移动，且移动过程中，第一激光运动至诱导槽路径之外位置时阻断第一激光至待切割物的光路，第二中心点位于第一中心点之后或与第一中心点重合。

进一步地，上述第一激光和第二激光经合束器处理后垂直照射在待切割物上。

进一步地，上述第一光斑和第二光斑至少部分重叠、或相切或相离，优选第一光斑和第二光斑相离，且第一光斑和第二光斑的最小间距大于或等于诱导槽路径的长度、且最大间距小于或等于50mm。

进一步地，上述第二光斑为椭圆形光斑，且所椭圆形光斑长轴方向沿切割线路径的延伸方向延伸，优选椭圆形光斑的长径和短径之比为5～300:1，更优选为10～200:1。

进一步地，上述待切割物为光伏电池片。

进一步地，上述第一激光为脉冲激光，第二激光为准连续激光或连续激光，优选第一激光的脉冲宽度为30～200ns，优选第一激光的激光波长各自独立地为266～1064nm，进一步优选为300～600nm，优选第二激光的激光波长为808～2000nm，优选为808～1100nm。

根据本发明的另一方面，提供了一种无损切割设备，无损切割设备包括激光加工装置、工作台和运动装置，工作台用于承载待切割物，运动装置带动工作台或激光加工装置运动，激光加工装置包括：第一激光器，第一激光器发出的第一激光垂直照射在待切割物上聚焦形成第一光斑，第二激光器，第二激光器发出的第二激光垂直照射在待切割物上聚焦形成第二光斑，光路引导器，光路引导器对第一激光和第二激光进行光路引导以使第一激光和第二激光光轴同轴设置或共面设置且均垂直照射在待切割物上。

进一步地，上述光路引导器为合束器，合束器将第一激光和第二激光进行合束，以使第一激光的光轴和第二激光的光轴同轴设置或共面设置。

进一步地，上述无损切割设备还包括时序控制器，时序控制器与第一激光器、第二激光器和运动装置电连接，用于根据第一光斑、第二光斑和运动装置的相对位置关系向第一激光器和第二激光器发送开关指令。

进一步地，上述激光加工装置还包括：第一聚焦器，设置在第一激光器和光路引导器之间用于对第一激光的聚焦；第二聚焦器，设置在第二激光器和光路引导器之间用于对第二激光的聚焦；优选第二聚焦器包括两个正交设置的柱面镜，其中一个柱面镜的入光面朝向第二激光器，另一个柱面镜的出光面朝向光路引导器。

应用本发明的技术方案，本发明的诱导槽路径设置在切割线路径首尾两端，第二激光沿预定切割线路径移动(扫描)时，经过首端诱导槽路径和尾端诱导槽路径，首端诱导槽路径和尾端诱导槽路径一方面提供了微裂纹，另一方面起到了引导热应力切割路径的作用。具体的，本发明的第一激光与第二激光均以相同的角度(本发明指是垂直的)照射在待切割物上，在待切割物上形成的第一光斑和第二光斑均无变形，切割过程中光斑能量分布对称，有利于切割出对称分布的诱导槽，并有利于第二激光沿切割线路径提供热梯度使待切割物裂开时的热量均匀分布，避免裂片裂歪。二者配合，一方面可以提高加工效率，另一方面可以提高加工精度及提升加工效果。另外，本发明的第一激光和第二激光可以采用不同波长的激光器发出，可以适用于不同的切割条件。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种实施例的无损切割设备在工作时的结构示意图；

图2示出了根据本发明的另一种实施例的无损切割设备在工作时的结构示意图；

图3示出了本发明实施例3和对比例1的切割效果图；

图4示出了本发明实施例3和对比例1切割后电池片剖面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、激光加工装置；11、第一激光器；12、第二激光器；13、第一扩束器；14、第二扩束器；15、第一聚焦器；16、第二聚焦器；17、光路引导器；

20、工作台；30、运动装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如本申请背景技术所分析的，现有技术的无损切割方法实施时光斑变形，影响诱导槽的加工效果和/或热应力断裂的效果。为了解决该问题，本申请提供了一种无损切割方法和无损切割设备。

在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种无损切割方法，该无损切割方法采用激光对待切割物进行切割，待切割物具有共线的诱导槽路径和切割线路径，该无损切割方法包括：使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且第一激光在待切割物上聚焦形成具有第一中心点的第一光斑，第二激光在待切割物上聚焦形成具有第二中心点的第二光斑，第一中心点和第二中心点与诱导槽路径共线；使第一激光和第二激光与待切割物相对移动，且移动过程中，第一激光运动至诱导槽路径之外位置时阻断第一激光至待切割物的光路，第二中心点位于第一中心点之后或与第一中心点重合。本发明使用两束激光用于无损切割，其中第一激光用于在待切割物的预定切割线路径的特定位置刻蚀诱导槽路径形成诱导槽，第二激光沿预定切割线路径移动提供热梯度，待切割物沿着诱导槽产生裂纹并延伸使待切割物沿切割线路径裂开。

本发明的诱导槽路径设置在切割线路径首尾两端，第二激光沿预定切割线路径移动(扫描)时，经过首端诱导槽路径和尾端诱导槽路径，首端诱导槽路径和尾端诱导槽路径一方面提供了微裂纹，另一方面起到了引导热应力切割路径的作用。具体的，本发明的第一激光与第二激光均以相同的角度(本发明指是垂直的)照射在待切割物上，在待切割物上形成的第一光斑和第二光斑均无变形，切割过程中光斑能量分布对称，有利于切割出对称分布的诱导槽，并有利于第二激光沿切割线路径提供热梯度使待切割物裂开时的热量均匀分布，避免裂片裂歪。二者配合，一方面可以提高加工效率，另一方面可以提高加工精度及提升加工效果。

上述使第一激光和第二激光与待切割物相对移动(扫描)的实现方式有多种，比如使待切割物静止，第一激光和第二激光同步移动；或者使第一激光和第二激光静止，待切割物移动，且在移动过程中第一光斑和第二光斑沿切割线路径移动。

上述阻断第一激光至待切割物的光路的方式可以采用本领域常用的阻断方式，比如利用控制系统发送信号使激光器不出光或者使用高速物理光闸阻断第一激光的出射路径。

本领域技术人员可以通过对第一激光和第二激光进行光路引导实现二者同时垂直照射在待切割物上，比如本领域技术人员可以通过设置两个反射镜将第一激光和第二激光反射进而实现垂直照射待切割物，或者通过合束器将第一激光和第二激光合束后实现垂直照射在待切割物上，且通过调整上述反射镜相对于第一激光、第二激光的位置、或者合束器相对于第一激光、第二激光的位置实现对两个激光光斑距离的调整。通常情况下，合束器形成的两个激光光斑的距离小于反射镜反射形成的两个光斑的距离。

无论采用何种方式进行光路引导，设置上述第一中心点和第二中心点重合与否，当二者相离时，优选第二中心点与第一中心点的间距为诱导槽路径长度的3～10倍。将二者中心点间距控制在上述范围内，从而有效控制了第一光斑和第二光斑的间距，能够使切割在同一个工位完成从而提高裂片效率，又能保证第一光斑和第二光斑对准的稳定性，从而避免两个光斑距离过大时操作不慎导致的断裂线偏移。

优选地，可以在第一激光和第二激光二者中心点重合或相离的基础上，进一步调整二者的距离，使第一光斑和第二光斑至少部分重叠、或相切或相离。优选第一光斑和第二光斑相离，且第一光斑和第二光斑的最小间距大于或等于诱导槽路径的长度、且最大间距小于或等于50mm。一方面保证了裂片效率，另一方面，并且保证了切割线与诱导槽的准确对准，保证了断裂线的整齐。第一光斑和第二光斑相切或者相离，使得在加工时，第一激光先加工形成诱导槽或者形成部分诱导槽，第二激光再照射在诱导槽上，这样能够使得在诱导槽形成后再热裂片，能够使得热应力切割时切割路线准确、稳定。上述最大间距的设置有利于利用目前常用合束器来实现，进而简化了无损切割设备。

在实施本申请的无损切割方法时，本领域技术人员可以根据已有设备形成相应形状的光斑，为了更高效地利用第二光斑进行加热，优选第二光斑为线形或者椭圆形光斑，且椭圆形光斑的长轴方向沿切割线路径的延伸方向延伸，优选椭圆形光斑的长径和短径宽比为5～300:1，更优选为10～200:1。利用上述线形或者椭圆形光斑，可以进一步缩短待切割物和激光之间的相对运动距离，进而可以缩短运动设备的直线导轨的长度和设备体积；同时运动距离缩短，也会使加工所用的时间缩短，进而可以提高产能。而且椭圆形光斑长轴方向沿切割线延伸，从而更容易控制热裂片的方向。

本申请的无损切割可以应用至目前能用于激光切割的待切割物，尤其是当待切割物为光伏电池片时，切割线的整齐、不偏移特性表现更明显，且能够避免光伏电池片的热损伤，切割过程中无熔渣堆积，实现无损切割，保证光伏电池片的电性能。

本申请上述的第一激光主要用于在待切割物上形成诱导槽，因此可以采用本领域常用的诱导激光，第二激光主要用于在诱导槽路径上面并沿预定切割的方向在被照射部位形成局部温度梯度，从而使待切割物沿着诱导槽路径产生裂纹并延伸裂开形成切割线，因此可以采用本领域常用的应力激光。优选上述第一激光为脉冲激光，第二激光为准连续激光或连续激光，优选第一激光的脉冲宽度为30～200ns，优选第一激光的激光波长各自独立地为266～1064nm，进一步优选为300～600nm，优选第二激光的激光波长为808～2000nm，优选为808～1100nm。

在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种无损切割设备，如图1至3所示，无损切割设备包括激光加工装置10、工作台20和运动装置30，工作台20用于承载待切割物，运动装置30带动工作台20或激光加工装置10运动，激光加工装置10包括第一激光器11、第二激光器12和光路引导器17，第一激光器11发出的第一激光垂直照射在待切割物上聚焦形成第一光斑，第二激光器12发出的第二激光垂直照射在待切割物上聚焦形成第二光斑，光路引导器17对第一激光和第二激光进行光路引导以使第一激光和第二激光光轴同轴设置或共面设置且均垂直照射在待切割物上。

利用本申请的上述无损切割设备，运动装置30带动工作台20或激光加工装置10运动，从而使待切割物和激光加工装置10产生相对移动(扫描)，第一激光经光路引导器17引导后垂直照射在待切割物上聚焦形成第一光斑，第二激光经光路引导器17引导后垂直照射在待切割物上聚焦形成第二光斑，上述第一激光和第二激光经光路引导器17引导后，第一激光的光轴和第二激光的光轴同轴设置或共面设置，使得第一光斑在位置上位于第二光斑之前，或者第一光斑和第二光斑同轴设置，二者均垂直照射在待切割物上。在待切割物上形成的第一光斑和第二光斑在电池片上均无变形，一方面可以提高加工效率，另一方面可以提高加工精度和加工效果。切割时第一光斑沿诱导槽路径照射待切割物从而形成诱导槽，第二光斑沿待切割物的切割线路径照射待切割物，形成热梯度，使待切割物沿切割线路径裂开。

实现上述功能的光路引导器17可以有多种设置方式，比如设置两个反射镜作为光路引导器17，两个反射镜将第一激光和第二激光分别进行反射进而实现垂直照射待切割物；或者如图1或2所示设置合束器作为光路引导器17，合束器将第一激光和第二激光进行合束，以使第一激光的光轴和第二激光的光轴同轴设置或共面设置，合束器将第一激光和第二激光合束后实现垂直照射在待切割物上，且通过调整上述反射镜相对于第一激光、第二激光的位置、或者合束器相对于第一激光、第二激光的位置实现对两个激光光斑距离的调整。通常情况下，合束器形成的两个激光光斑的距离小于反射镜反射形成的两个光斑的距离。

上述合束器可以为本领域常用的合束装置，比如为二向色镜。合束器可以为二向色镜(第一激光和第二激光不一样)或者是合束棱镜(第一激光和第二激光一样)。实际操作时，仔细调整光路(比如调整合束器相对于第一激光和第二激光的位置)，根据第一光斑和第二光斑之间的相对位置进行微调，从而实现同轴，或者先后设置，二者中心线方向共线。第一激光和第二激光可以采用不同波长的激光器，可以适用于不同的切割条件。

为了更高效、准确地控制第一激光器11和第二激光器12的开关，尤其是第一激光器11的开关，上述无损切割设备还包括时序控制器，时序控制器与第一激光器11、第二激光器12和运动装置30电连接，用于根据第一光斑、第二光斑和运动装置30的相对位置关系向第一激光器11和第二激光器12发送开关指令。当时序控制器检测到运动装置30上第一光斑运动至诱导切割槽路径的位置时，开启第一激光器11，在其余位置时，关闭第一激光器11，以加工诱导槽；在整个切割线路径位置，除了诱导槽路径形成时，其余时间控制第一激光器11关闭，保持第二激光器12开启，以提供热梯度，使待切割物沿切割线路径裂开。

在本申请一种实施例中，上述激光加工装置10还包括第一聚焦器15和第二聚焦器16，第一聚焦器15设置在第一激光器11和光路引导器17之间用于对第一激光的聚焦；第二聚焦器16设置在第二激光器12和光路引导器17之间用于对第二激光的聚焦。第一激光经过第一聚焦镜聚焦后，所形成的第一光斑落在待切割物表面，第二激光经过第二聚焦镜聚焦后，所形成的第二光斑落在待切割物表面。

优选地，上述第二聚焦器16包括一个柱面镜，或者两个正交设置的柱面镜，优选为两个正交设置的柱面镜，其中一个柱面镜的入光面朝向第二激光器12，另一个柱面镜的出光面朝向光路引导器17。第二激光通过两片正交放置的柱面镜进行整形，在待切割物表面形成具有一定长宽比的线型或者椭圆形光斑，调整两面柱面镜之间的距离以及到待切割物的距离，可以实现不同长宽比的线形或者椭圆形光斑。

为了优化聚焦光斑的尺寸，优选上述激光加工装置10还包括第一扩束器13和第二扩束器14，第一扩束器13设置在第一激光器11和第一聚焦器15之间用于对第一激光进行扩束准直；第二扩束器14设置在第二激光器12和第二聚焦器16之间用于对第二激光进行扩束准直。

可见，本申请的上述激光加工装置10，有利于精准调整第一激光和第二激光的相对位置，提高光斑对位精度。从调试上讲，光路结构紧凑，光路的初调和微调更加方便快捷；从机械角度来看，第一激光和第二激光的焦点靠的很近，可以避免由于机械装配、变形引起的对准漂移。

以下结合附图，对上述无损切割设备切割电池片的工作过程进行示例性说明。

参见图1，第一激光和第二激光经合束器合束，二者同轴且垂直照射在电池片上，第一激光在电池片的起始端照射形成第一光斑，此时，第二激光同时在电池片的起始端照射形成第二光斑，电池片沿切割线路径方向以一定速度移动，第一激光照射形成起始端的诱导槽，第一激光诱导槽加工完毕后关闭，电池片继续移动，达到尾端时(尾端切割槽的起始处)第一激光束再次发射，电池片移动的过程中刻蚀出尾端的诱导槽，在整个过程中，第二激光一直保持发射状态，电池片整体通过第一激光和第二激光的光斑，完成切割。

利用第一激光和第二激光同时照射，完成裂片，大大提高了加工效率。另一方面，由于第一激光和第二激光通过合束装置合束，使第一激光与第二激光均垂直照射在电池片上，第一激光光斑和第二激光光斑均无变形，诱导槽和切割线的加工效果好，从而使的整体裂片效果好。

参见图2，第一激光和第二激光经合束器合束，第一激光位于第二激光前方，且二者在中心线方向和切割线共面。第一激光和第二激光垂直照射在电池片上，电池片沿切割线路径方向以一定速度移动，第一激光在电池片的起始端照射，从而加工诱导槽，诱导槽加工完毕后关闭，达到末尾时第一激光束再次发射，刻蚀出尾端的诱导槽，整个过程中，第二激光一直保持发射状态，电池片整体通过第一激光和第二激光的光斑，完成切割。

第一激光位于第二激光的前方，指的是第一激光的中心点在第二激光的前方，第一光斑和第二光斑至少部分重叠、或相切或相离。优选第一光斑和第二光斑相离，且第一光斑和第二光斑的最小间距小于或等于诱导槽路径的长度。第一光斑和第二光斑相切或者相离，使得在加工时，第一激光先加工形成诱导槽或者形成部分诱导槽，第二激光再照射在诱导槽上，这样能够使得在诱导槽形成后再热裂片，能够使得热应力切割时切割路线准确，稳定。

利用上述无损切割设备可以有效实施本申请的无损切割方法。以下结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。

以下实施例和对比例中，第一激光的波长为355-545nm，脉宽为30-120ns，第二激光的波长为1030-1080nm，为连续激光。

实施例1

采用图2的无损切割设备，第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部且相切，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×400μm，其长度方向为裂片方向。

当光伏电池片边缘到达第一激光聚焦光斑位置时，第一激光器11与第二激光器12同时出光。首先第一激光形成的第一光斑开始刻划首端诱导槽路径以形成诱导槽，刻划速度300mm/s，首端诱导槽长度3mm(刻槽用时10ms)，完成刻槽后第一激光器11关闭；光伏电池片继续沿裂片方向运动，第二激光照射切割线路径形成第二光斑，在切割线路径区域(先在首端诱导槽区域)产生热应力，裂片沿着切割线路径延伸方向裂开。当电池片运动到尾部诱导槽路径起点时，第一激光器11再次开启刻划尾端诱导槽路径，电池片沿诱导槽路径和切割线路径整体通过第一激光和第二激光的光斑，完成电池片的无损裂片。

实施例2

采用图1的无损切割设备，第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片形成第一光斑和第二光斑，第一光斑的中心点与第二光斑的中心点重合，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×400μm，其长度方向为裂片方向。

当光伏电池片边缘到达第一光斑位置时，第一激光器11和第二激光器12同时出光，电池片继续沿裂片方向运动完成首端诱导槽路径刻划形成诱导槽，刻划速度300mm/s，诱导槽长度3mm(刻槽用时10ms)。首端诱导槽刻划完毕，第一激光器11关闭，光伏电池片继续沿裂片方向运动，与此同时，第二激光照射切割线路径形成第二光斑，在切割线路径区域(先在首端诱导槽区域)产生热应力，裂片沿着切割线路径延伸方向裂开。光伏电池片运动到尾部诱导槽路径时，第一激光器11开启，刻划尾端诱导槽路径，电池片沿诱导槽路径和切割线路径整体通过第一激光和第二激光的光斑，同时完成电池片无损裂片。

实施例3

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距3mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×400μm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例4

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距20mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×400μm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例5

采用图3所示的无损切割设备，第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距50mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×400μm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例6

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距3mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×2mm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例7

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距3mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×1mm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例8

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距3mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×50μm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

实施例9

第一激光和第二激光垂直照射光伏电池片，第一激光在光伏电池片上聚焦形成的第一光斑位于第二激光聚焦形成的第二光斑的前部，且边缘相距3mm，第一光斑为圆形光斑，直径为30μm，第二光斑为线性光斑，尺寸为10mm×30μm，其长度方向为裂片方向。其余同实施例1。

为方便描述，上述示例性说明及实施例均以光伏电池片移动为例，实际上，激光加工装置移动亦可。加工时，以二者移动方向看，第一中心点位于第二中心点的前方。

对比例1

参见图1或者图2，区别自在于不加合束器，第二激光垂直照射在光伏电池片上，第一激光旁路照射(激光相对于光伏电池片75度倾斜)照射在光伏电池片上，其余同实施例3。

为便于对比，以下将各实施例的关键参数和切割效果记录于表1中。

表1

图3为左图为实施例3切割的效果图，右图为对比例1切割的效果图。从图中可以看出，实施例1的切割线整齐，对比例1容易导致切歪等问题。

图4左图为实施例3切割后电池片剖面图，右图为对比例1的非同轴切割的电池片剖面图。由右图可以看出，对比例1的电池片断面存在大量斜条纹，表明其断面效果差，是由于现有技术切割时第一激光倾斜入射，导致切割槽倾斜，一方面会影响热裂时的应力场，影响切割效果，另一方面，会导致切割槽处轻微漏电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无损切割方法，所述无损切割方法采用激光对待切割物进行切割，所述待切割物具有共线的诱导槽路径和切割线路径，其特征在于，所述无损切割方法包括：

使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且所述第一激光在所述待切割物上聚焦形成具有第一中心点的第一光斑，所述第二激光在所述待切割物上聚焦形成具有第二中心点的第二光斑，所述第一中心点和所述第二中心点与所述诱导槽路径共线；

使所述第一激光和所述第二激光与所述待切割物相对移动，且移动过程中，所述第一激光运动至所述诱导槽路径之外位置时阻断所述第一激光至所述待切割物的光路，所述第二中心点位于所述第一中心点之后；使所述第一激光和所述第二激光与所述待切割物相对移动的方式为：使所述待切割物静止，所述第一激光和所述第二激光同步移动；或者使所述第一激光和所述第二激光静止，所述待切割物移动，且在移动过程中所述第一光斑和所述第二光斑沿切割线路径移动；

所述第一光斑和所述第二光斑相离，且所述第一光斑和所述第二光斑的最小间距小于或等于所述诱导槽路径的长度、且最大间距小于或等于50mm；

将所述第一激光在所述待切割物的起始端照射，从而加工诱导槽，诱导槽加工完毕后关闭，达到末尾时所述第一激光再次发射，刻蚀出尾端的诱导槽，整个过程中，所述第二激光一直保持发射状态，所述待切割物整体通过所述第一激光和所述第二激光的光斑，完成切割。

2.根据权利要求1所述的无损切割方法，其特征在于，所述第一激光和所述第二激光经合束器处理后垂直照射在待切割物上。

3.根据权利要求1或2所述的无损切割方法，其特征在于，所述第二光斑为椭圆形光斑，且所述椭圆形光斑长轴方向沿所述切割线路径的延伸方向延伸。

4.根据权利要求3所述的无损切割方法，其特征在于，所述椭圆形光斑的长径和短径之比为5~300:1。

5.根据权利要求3所述的无损切割方法，其特征在于，所述椭圆形光斑的长径和短径之比为10~200:1。

6.根据权利要求1所述的无损切割方法，其特征在于，所述待切割物为光伏电池片。

7.根据权利要求1所述的无损切割方法，其特征在于，所述第一激光为脉冲激光，所述第二激光为准连续激光或连续激光，所述第一激光的脉冲宽度为30~200ns。

8.根据权利要求7所述的无损切割方法，其特征在于，所述第一激光的激光波长为266~1064nm，所述第二激光的激光波长为808~2000nm。

9.根据权利要求7所述的无损切割方法，其特征在于，所述第一激光的激光波长为300~600nm，所述第二激光的激光波长为808~1100nm。

10.一种无损切割设备，所述无损切割设备用于采用权利要求1至9中任一项所述的无损切割方法对待切割物进行切割，所述无损切割设备包括激光加工装置（10）、工作台（20）和运动装置（30），所述工作台（20）用于承载待切割物，所述运动装置（30）带动所述工作台（20）或所述激光加工装置（10）运动，其特征在于，所述激光加工装置（10）包括：

第一激光器（11），所述第一激光器（11）发出的第一激光垂直照射在所述待切割物上聚焦形成第一光斑，

第二激光器（12），所述第二激光器（12）发出的第二激光垂直照射在所述待切割物上聚焦形成第二光斑，

光路引导器（17），所述光路引导器（17）对第一激光和所述第二激光进行光路引导以使所述第一激光和所述第二激光光轴共面设置且均垂直照射在所述待切割物上。

11.根据权利要求10所述的无损切割设备，其特征在于，所述光路引导器（17）为合束器，所述合束器将所述第一激光和所述第二激光进行合束，以使所述第一激光的光轴和所述第二激光的光轴共面设置。

12.根据权利要求10所述的无损切割设备，其特征在于，所述无损切割设备还包括时序控制器，所述时序控制器与所述第一激光器（11）、所述第二激光器（12）和所述运动装置（30）电连接，用于根据所述第一光斑、第二光斑和所述运动装置（30）的相对位置关系向所述第一激光器（11）和所述第二激光器（12）发送开关指令。

13.根据权利要求10所述的无损切割设备，其特征在于，所述激光加工装置（10）还包括：

第一聚焦器（15），设置在所述第一激光器（11）和所述光路引导器（17）之间用于对所述第一激光的聚焦；

第二聚焦器（16），设置在所述第二激光器（12）和所述光路引导器（17）之间用于对所述第二激光的聚焦。

14.根据权利要求13所述的无损切割设备，其特征在于，

所述第二聚焦器（16）包括两个正交设置的柱面镜，其中一个柱面镜的入光面朝向所述第二激光器（12），另一个所述柱面镜的出光面朝向所述光路引导器（17）。

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