CN117226279A - 钙钛矿电池激光加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了钙钛矿电池激光加工装置及方法,采用单一激光器来发射预调控光束。光束调控模块包含振镜单元和场镜,振镜可以反射预调控光束,场镜用于聚焦这反射光束形成适用于钙钛矿刻蚀和清边工艺的工艺光束。光束调控驱动器可以驱动光束调控模块进行垂直移动,进行焦距补偿。控制模块根据控制策略来控制光束调控驱动器的移动,确保不同工艺下光束的精准对焦。控制策略包括刻蚀实时补偿、刻蚀清边缓冲预补偿和清边分阶段补偿,解决了在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度及提高设备可靠性的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及钙钛矿电池领域,具体而言,涉及钙钛矿电池激光加工装置及方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池的生产流程大致包括以下环节:TCO层制备——P1层激光划线——空穴传输层沉积——钙钛矿层沉积——电子传输层沉积——P2层激光划线——电极制作——P3层激光划线——P4层激光清边——组件封装与测试。其中,该生产流程中的激光工序包括P1-P3激光划线和P4激光清边。刻蚀工艺中对P1-P3层所加工的电池层材料刻线精度要求极高,通过形成高精度的刻线将P1层和P3层串联起来,且不伤及其他层的材料,而清边工艺中只要求到达基片的光束能量可以将基片周围多余部分消融,且不影响底部透明玻璃层即可,因此清边工艺中使用的激光功率远大于刻蚀工艺,且刻蚀工艺的加工精度远远大于清边工艺的加工精度。
现有技术中往往使用两个激光加工器,一个激光加工器用于钙钛矿电池的P1-P3的刻蚀工艺,一个激光加工器用于钙钛矿电池的清边工艺,两个激光加工器分别应用于钙钛矿刻蚀工艺或者钙钛矿清边工艺。该现有技术存在的问题是采用不同的两个激光器分别进行钙钛矿电池刻蚀工艺和钙钛矿清边工艺,导致成本增大,工艺繁琐、生产效率大大降低。
现有技术中也采用一个激光加工器进行钙钛矿电池激光加工工艺,激光光束在加工过程中并非一直以焦点入射到基片上进行扫描,从而严重影响激光对电池刻线或清边的加工质量,并且激光光束的对焦也并未区分钙钛矿刻蚀工艺和钙钛矿清边工艺。这种焦点未入射到基片待加工位置上的方法只能将光束焦点偏离基片待加工位置的距离保持在一个范围内,仅仅适用于小尺寸电池基片的加工,对于大尺寸电池基片,例如300mm×300mm钙钛矿电池基片,在刻蚀工艺中,随着光束在基片上的扫描,光束焦点偏离基片越远,与基片待加工位置相作用的光束能量密度越小,激光划线越宽,严重减小了电池有效使用面积,降低了电池转换效率。对于大尺寸钙钛矿电池的刻蚀工艺和清边工艺,刻蚀工艺对于激光光束的对焦要求高,而对于清边工艺,对于激光光束的对焦要求低于刻蚀工艺,若一味的追求高精度对焦,会影响激光加工的速度,也会因为在清边过程中频繁调整焦距而影响焦距调整设备的可靠性,清边工艺更需要兼顾激光光束在某一范围内的一定对焦的情况下提高清边工艺的加工速度及设备可靠性。该现有技术存在的问题是单一激光器进行钙钛矿激光加工工艺时,也并未考虑刻蚀工艺和清边工艺对于激光器的对焦的要求也不同,更未考虑P3刻蚀工艺与清边工艺之间的刻蚀清边缓冲区间对P3刻蚀工艺及清边工艺进行工艺衔接,并未有兼顾激光光束在不同工艺下的精准对焦、整体工艺加工速度及设备可靠性的装置出现,导致工艺效率和工艺准确性较低。
如何在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度,并维持加工设备具有较高的可靠性,是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了钙钛矿电池激光加工装置及方法,包括激光发射模块、光束调控模块、光束调控驱动器及控制模块,该装置及方法采用单一激光器来发射预调控光束。光束调控模块包含振镜单元和场镜,振镜单元可以反射预调控光束,场镜用于聚焦这反射光束形成适用于钙钛矿刻蚀和清边工艺的工艺光束。光束调控驱动器可以驱动光束调控模块进行垂直移动,进行焦距补偿。控制模块根据控制策略来控制光束调控驱动器的移动,确保不同工艺下光束的精准对焦。该策略包括刻蚀实时补偿、刻蚀清边缓冲预补偿和清边分阶段补偿,该装置及方法解决了在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度及提高设备可靠性的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种钙钛矿电池激光加工装置,包括: 激光发射模块,用于发射激光光束得到预调控光束,该激光发射模块是单一激光器;光束调控模块,该光束调控模块包括振镜单元和场镜;该振镜单元包括偏转驱动子单元和振镜,该偏转驱动子单元用于驱动该振镜偏转摆动,该振镜用于反射该预调控光束得到反射光束;该场镜用于聚焦该反射光束得到工艺光束,该工艺光束用于钙钛矿电池刻蚀工艺和钙钛矿电池清边工艺;光束调控驱动器,用于驱动该光束调控模块做垂直移动,以对该工艺光束进行焦距补偿;控制模块,用于根据控制策略控制该光束调控驱动器的垂直移动;该控制策略包括刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略,该刻蚀实时补偿策略用于在刻蚀工艺中对该工艺光束进行实时焦距补偿,该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略用于在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前预先完成清边首次焦距补偿,该清边分阶段补偿策略用于在清边工艺中对该工艺光束进行分阶段焦距补偿,该刻蚀实时补偿策略不同于该清边分阶段补偿策略。
根据本发明实施例的一个方面,还包括偏转驱动子单元还包括振镜偏转角度检测器,用于检测振镜偏转角度θ;控制模块还包括刻蚀实时补偿策略生成单元、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元和清边分阶段补偿策略生成单元;该刻蚀实时补偿策略生成单元用于接收来着该振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据该振镜偏转角度θ及刻蚀工艺参数生成刻蚀实时补偿策略;该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元用于根据刻蚀末步焦距补偿参数及清边首步焦距补偿参数生成刻蚀清边缓冲区间预补偿策略;该清边分阶段补偿策略生成单元用于接收来着该振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据该振镜偏转角度θ及清边工艺参数生成清边分阶段补偿策略。
根据本发明实施例的一个方面,还包括:该刻蚀实时补偿策略生成单元根据该振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值;控制模块根据该刻蚀焦距实时补偿值控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿。
根据本发明实施例的一个方面,该刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度。
根据本发明实施例的一个方面,该清边分阶段补偿策略生成单元根据该振镜偏转角度θ及清边偏角阈值得到清边分阶段补偿模式,该清边偏角阈值包括第一阈值θ1和第二阈值θ2,该清边分阶段补偿模式包括第一阶段补偿模式、第二阶段补偿模式以及第三阶段补偿模式,其中,根据该振镜偏转角度θ及该第一阈值θ1得到该第一阶段补偿模式,根据该振镜偏转角度θ及该第一阈值θ1和该第二阈值θ2得到该第二阶段补偿模式,根据该振镜偏转角度θ及第二阈值θ2得到第三阶段补偿模式;控制模块根据该第一阶段补偿模式、该第二阶段补偿模式以及该第三阶段补偿模式控制该光束调控驱动器的垂直移动,以对清边时的工艺光束进行焦距补偿,其中,所述第一阈值θ1小于所述第二阈值θ2。
根据本发明实施例的一个方面,还包括清边分阶段补偿策略生成单元还包括清边阶段判断子单元;该清边阶段判断子单元,用于判断清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段;若清边工艺处于该清边第一阶段,采用该第一阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ小于该第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段;该第一阶段补偿模式的第一补偿焦距值f1为0,该控制模块不移动该光束调控驱动器;若清边工艺处于该清边第二阶段,采用该第二阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ大于该第一阈值θ1且小于该第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段;该第二阶段补偿模式的第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,该控制模块根据该第二补偿焦距值f2控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿;若清边工艺处于该清边第三阶段,采用该第三阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ大于该第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段;该第三阶段补偿模式的第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,该控制模块根据该第三补偿焦距值f3控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿。
根据本发明实施例的一个方面,该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元还包括:刻蚀末步焦距参数处理子单元,用于根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜中心点位置;清边首步焦距参数处理子单元,用于根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜中心点位置;在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制该光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场镜中心点位置移动到该清边首步场镜中心点位置,以预先完成清边首次焦距补偿。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种钙钛矿电池激光加工方法,采用该钙钛矿电池激光加工装置,包括以下步骤:获取振镜偏转角度θ;判断钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺、刻蚀清边缓冲工艺或者清边工艺;若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺,则根据该振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值,根据该刻蚀焦距实时补偿值控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿,其中,刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度;若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀清边缓冲工艺,则根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜位置,以及根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜位置,在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制该光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场景位置移动到该清边首步场镜位置以预先完成清边首次焦距补偿;若钙钛矿电池激光加工工艺是清边工艺,则判断该清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段;若该清边工艺处于清边第一阶段,则采用该第一阶段补偿模式;若该清边工艺处于清边第二阶段,则采用该第二阶段补偿模式;若该清边工艺处于清边第三阶段,则采用该第三阶段补偿模式。
根据本发明实施例的一个方面,还包括以下步骤:当该振镜偏转角度θ小于该第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段,该第一阶段补偿模式是控制模块不移动该光束调控驱动器;当该振镜偏转角度θ大于该第一阈值θ1且小于该第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段,该第二阶段补偿模式是控制模块根据该第二补偿焦距值f2控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值;当该振镜偏转角度θ大于该第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段,该第三阶段补偿模式是控制模块根据该第三补偿焦距值f3控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或有点:
由于提出了钙钛矿电池激光加工装置及方法,包括激光发射模块、光束调控模块、光束调控驱动器及控制模块,该装置及方法采用单一激光器来发射预调控光束。光束调控模块包含振镜单元和场镜,振镜单元可以反射预调控光束,场镜用于聚焦这反射光束形成适用于钙钛矿刻蚀和清边工艺的工艺光束。光束调控驱动器可以驱动光束调控模块进行垂直移动,进行焦距补偿。控制模块根据控制策略来控制光束调控驱动器的移动,确保不同工艺下光束的精准对焦。控制策略包括刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲预补偿策略和清边分阶段补偿策略,其中,通过刻蚀实时补偿策略可以达到的技术效果是第一,实时响应:在刻蚀工艺中,电池表面的微小差异可能导致光束的焦距需求发生变化。实时补偿策略可以对这些差异进行快速响应,确保加工的稳定性和质量。第二,提高加工效率:快速调整焦距,使激光的刻蚀更为准确,缩短了加工时间,提高了生产效率。第三、减少误差:通过即时调整,可以减少因焦距不准确导致的刻蚀误差。通过刻蚀清边缓冲区间预补偿策略可以达到的技术效果是第一,确保工艺顺畅切换:在刻蚀工艺结束后,钙钛矿电池需要不同的加工条件。此策略可以确保在清边工艺开始前,光束焦距已得到适当调整,从而确保工艺之间的顺畅切换。第二、避免初步清边误差:预先完成的首次焦距补偿可以减少清边工艺初期的加工误差,提高清边质量。通过清边分阶段补偿策略可以达到的技术效果是第一、逐步优化:清边过程涉及多个步骤或阶段。分阶段补偿策略允许在每个阶段为光束提供最佳焦距,确保每个步骤的最优加工效果。第二、提高清边质量:通过逐步调整,可以确保整个清边过程的质量和准确性。并且,刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略这三种控制策略的设置并不是孤立、割裂的,而是整体联系及统一的,在整体的钙钛矿电池加工工艺上,通过这三个策略的协调及耦合,达到了单一策略不能达到的如下技术效果,第一,连续性与流畅性:刻蚀实时补偿策略在刻蚀过程中实时调整焦距,为接下来的刻蚀清边缓冲区间预补偿策略做了铺垫。当刻蚀工艺结束,该策略确保清边工艺在最佳的焦距条件下启动,为清边分阶段补偿策略创建了良好的起点。第二、快速响应与预测:在加工过程中,刻蚀实时补偿策略可以快速应对突发变化,而刻蚀清边缓冲区间预补偿策略则提前为接下来的清边工艺调整好设备,两者结合可以确保整个加工过程中,激光焦距始终保持在最佳状态,提高效率。第三、分阶段与整体优化:清边分阶段补偿策略关注于清边过程中的每个阶段,确保每个步骤都得到最佳加工。而当结合前两个策略,整个加工过程可以被看作是一个完整的、有机的整体,其中每个阶段都为下一个阶段做好了准备。第四、提高加工速度与效率:当这三种策略协同工作时,可以明显提高整体加工速度。因为不需要频繁手动调整或检查设备,自动化的焦距调整减少了停机时间,进而提高了生产效率。第五、整体性与稳定性:这三种策略之间的紧密结合,确保了从加工开始到结束,激光焦距始终保持在最佳状态,从而提高了整个加工过程的稳定性。这种稳定性在长时间、大规模生产中尤为重要,可以显著减少不良品率。综上,该装置及方法解决了在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度及提高设备可靠性的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的钙钛矿电池激光加工装置示意图;
图2为本发明一实施例提供的钙钛矿电池激光加工装置的光束调控模块的安装图;
图3为本发明一实施例提供的钙钛矿电池激光加工装置的工艺光束扫描图;
图4为本发明一实施例提供的计算焦距补偿值的示意图;
图5为本发明一实施例提供的钙钛矿电池激光加工方法流程图;
图6为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述。在本发明的描述中,诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于区分描述,而不能理解为指令或暗示相对重要性或先后顺序。
本发明提出了钙钛矿电池激光加工装置及方法,包括激光发射模块、光束调控模块、光束调控驱动器及控制模块,该装置及方法采用单一激光器来发射预调控光束。光束调控模块包含振镜单元和场镜,振镜单元可以反射预调控光束,场镜用于聚焦这反射光束形成适用于钙钛矿刻蚀和清边工艺的工艺光束。光束调控驱动器可以驱动光束调控模块进行垂直移动,进行焦距补偿。控制模块根据控制策略来控制光束调控驱动器的移动,确保不同工艺下光束的精准对焦。控制策略包括刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲预补偿策略和清边分阶段补偿策略,其中,通过刻蚀实时补偿策略可以达到的技术效果是第一,实时响应:在刻蚀工艺中,电池表面的微小差异可能导致光束的焦距需求发生变化。实时补偿策略可以对这些差异进行快速响应,确保加工的稳定性和质量。第二,提高加工效率:快速调整焦距,使激光的刻蚀更为准确,缩短了加工时间,提高了生产效率。第三、减少误差:通过即时调整,可以减少因焦距不准确导致的刻蚀误差。通过刻蚀清边缓冲区间预补偿策略可以达到的技术效果是第一,确保工艺顺畅切换:在刻蚀工艺结束后,钙钛矿电池需要不同的加工条件。此策略可以确保在清边工艺开始前,光束焦距已得到适当调整,从而确保工艺之间的顺畅切换。第二、避免初步清边误差:预先完成的首次焦距补偿可以减少清边工艺初期的加工误差,提高清边质量。通过清边分阶段补偿策略可以达到的技术效果是第一、逐步优化:清边过程涉及多个步骤或阶段。分阶段补偿策略允许在每个阶段为光束提供最佳焦距,确保每个步骤的最优加工效果。第二、提高清边质量:通过逐步调整,可以确保整个清边过程的质量和准确性。并且,刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略这三种控制策略的设置并不是孤立、割裂的,而是整体联系及统一的,在整体的钙钛矿电池加工工艺上,通过这三个策略的协调及耦合,达到了单一策略不能达到的如下技术效果,第一,连续性与流畅性:刻蚀实时补偿策略在刻蚀过程中实时调整焦距,为接下来的刻蚀清边缓冲区间预补偿策略做了铺垫。当刻蚀工艺结束,该策略确保清边工艺在最佳的焦距条件下启动,为清边分阶段补偿策略创建了良好的起点。第二、快速响应与预测:在加工过程中,刻蚀实时补偿策略可以快速应对突发变化,而刻蚀清边缓冲区间预补偿策略则提前为接下来的清边工艺调整好设备,两者结合可以确保整个加工过程中,激光焦距始终保持在最佳状态,提高效率。第三、分阶段与整体优化:清边分阶段补偿策略关注于清边过程中的每个阶段,确保每个步骤都得到最佳加工。而当结合前两个策略,整个加工过程可以被看作是一个完整的、有机的整体,其中每个阶段都为下一个阶段做好了准备。第四、提高加工速度与效率:当这三种策略协同工作时,可以明显提高整体加工速度。因为不需要频繁手动调整或检查设备,自动化的焦距调整减少了停机时间,进而提高了生产效率。第五、整体性与稳定性:这三种策略之间的紧密结合,确保了从加工开始到结束,激光焦距始终保持在最佳状态,从而提高了整个加工过程的稳定性。这种稳定性在长时间、大规模生产中尤为重要,可以显著减少不良品率。综上,该装置及方法解决了在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度及提高设备可靠性的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施例。
本发明的一实施例,如图1所示, 一种钙钛矿电池激光加工装置,包括: 激光发射模块1,用于发射激光光束,并经过光路系统2的转折,以得到预调控光束,该激光发射模块是单一激光器。
具体的,采用单一激光器占用的空间小,更容易集成到加工设备中,而不是配置多个激光源,采用单一激光器比多个激光器更经济。它还可以减少维护成本和系统故障的风险。
如图1所示,激光发射模块1发出的光束经过光路系统2的转折后,形成预调控光束,预调控光束进入光束调控模块,该光束调控模块包括振镜单元和场镜3;该振镜单元包括偏转驱动子单元(图中未示出)和振镜4,该偏转驱动子单元用于驱动该振镜4偏转摆动,该振镜4用于反射该预调控光束得到反射光束;该场镜3用于聚焦该反射光束得到工艺光束,该工艺光束用于钙钛矿电池刻蚀工艺和钙钛矿电池清边工艺;可选的,偏转驱动子单元是偏转电机。
光束调控驱动器6,用于驱动该光束调控模块做垂直移动,以对该工艺光束进行焦距补偿;可选的,光束调控驱动器6为升级机构,用于该光束调控模块做垂直移动。
控制模块,用于根据控制策略控制该光束调控驱动器6的垂直移动。
具体的,激光加工设备包括激光发射模块1、光路系统2、偏转驱动子单元、场镜3、振镜4、光束调控驱动器6及控制模块(图中未示出),偏转驱动子单元驱动振镜4摆动,使工艺光束在钙钛矿电池基片5上进行扫描,完成电池刻蚀工艺和清边工艺。控制模块与偏转驱动子单元和光束调控驱动器6通信连接,控制器控制以不同的焦距补偿模式分别对刻蚀工艺、刻蚀清边缓冲区间的工艺、清边工艺进行焦距补偿和焦距预补偿。如图2所示,附图2中,场镜3和振镜单元组装后形成光束调控模块,安装于光束调控驱动器6上,光束调控驱动器6可由Z轴升降电机驱动齿轮带动光束调控模块上下移动,在加工过程中对工艺光束进行焦距补偿。另外,激光加工装置还包括安装机构,安装机构包括安装板7和两个安装支架8,所述光束调控驱动器6固定在安装板7上,所述两个安装支架8分别位于所述安装板7的两侧。
该控制策略包括刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略,该刻蚀实时补偿策略用于在刻蚀工艺中对该工艺光束进行实时焦距补偿,该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略用于在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前预先完成清边首次焦距补偿,该清边分阶段补偿策略用于在清边工艺中对该工艺光束进行分阶段焦距补偿,该刻蚀实时补偿策略不同于该清边分阶段补偿策略。其中,通过刻蚀实时补偿策略可以达到的技术效果是第一,实时响应:在刻蚀工艺中,电池表面的微小差异可能导致光束的焦距需求发生变化。实时补偿策略可以对这些差异进行快速响应,确保加工的稳定性和质量。第二,提高加工效率:快速调整焦距,使激光的刻蚀更为准确,缩短了加工时间,提高了生产效率。第三、减少误差:通过即时调整,可以减少因焦距不准确导致的刻蚀误差。通过刻蚀清边缓冲区间预补偿策略可以达到的技术效果是第一,确保工艺顺畅切换:在刻蚀工艺结束后,钙钛矿电池需要不同的加工条件。此策略可以确保在清边工艺开始前,光束焦距已得到适当调整,从而确保工艺之间的顺畅切换。第二、避免初步清边误差:预先完成的首次焦距补偿可以减少清边工艺初期的加工误差,提高清边质量。通过清边分阶段补偿策略可以达到的技术效果是第一、逐步优化:清边过程涉及多个步骤或阶段。分阶段补偿策略允许在每个阶段为光束提供最佳焦距,确保每个步骤的最优加工效果。第二、提高清边质量:通过逐步调整,可以确保整个清边过程的质量和准确性。并且,刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略这三种控制策略的设置并不是孤立、割裂的,而是整体联系及统一的,在整体的钙钛矿电池加工工艺上,通过这三个策略的协调及耦合,达到了单一策略不能达到的如下技术效果,第一,连续性与流畅性:刻蚀实时补偿策略在刻蚀过程中实时调整焦距,为接下来的刻蚀清边缓冲区间预补偿策略做了铺垫。当刻蚀工艺结束,该策略确保清边工艺在最佳的焦距条件下启动,为清边分阶段补偿策略创建了良好的起点。第二、快速响应与预测:在加工过程中,刻蚀实时补偿策略可以快速应对突发变化,而刻蚀清边缓冲区间预补偿策略则提前为接下来的清边工艺调整好设备,两者结合可以确保整个加工过程中,激光焦距始终保持在最佳状态,提高效率。第三、分阶段与整体优化:清边分阶段补偿策略关注于清边过程中的每个阶段,确保每个步骤都得到最佳加工。而当结合前两个策略,整个加工过程可以被看作是一个完整的、有机的整体,其中每个阶段都为下一个阶段做好了准备。第四、提高加工速度与效率:当这三种策略协同工作时,可以明显提高整体加工速度。因为不需要频繁手动调整或检查设备,自动化的焦距调整减少了停机时间,进而提高了生产效率。第五、整体性与稳定性:这三种策略之间的紧密结合,确保了从加工开始到结束,激光焦距始终保持在最佳状态,从而提高了整个加工过程的稳定性。这种稳定性在长时间、大规模生产中尤为重要,可以显著减少不良品率。综上,该装置及方法解决了在单一激光器的加工装置上兼顾激光光束在不同工艺下及不同工艺间的衔接下的精准对焦、提高整体钙钛矿电池激光加工工艺的速度及提高设备可靠性的技术问题。
本发明的一实施例,偏转驱动子单元还包括振镜偏转角度检测器,用于检测振镜偏转角度θ;控制模块还包括刻蚀实时补偿策略生成单元、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元和清边分阶段补偿策略生成单元。
具体的,振镜偏转角度θ指的是振镜相对于初始位置或基准线的角度变化,可选的,如图4所示,振镜偏转角度θ是振镜偏转后的f1方向与垂直的FO方向的角度。
该刻蚀实时补偿策略生成单元用于接收来着该振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据该振镜偏转角度θ及刻蚀工艺参数生成刻蚀实时补偿策略。
可选的,刻蚀工艺参数包括刻蚀时刻设定焦距值F刻蚀,如图4所示,示出了通用时刻的设定焦距值F,当为刻蚀工艺的时候,该通用时刻的设定焦距值F就是刻蚀时刻设定焦距值F刻蚀,是振镜中心点到钙钛矿电池基片5的垂直距离。
该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元用于根据刻蚀末步焦距补偿参数及清边首步焦距补偿参数生成刻蚀清边缓冲区间预补偿策略。
该清边分阶段补偿策略生成单元用于接收来着该振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据该振镜偏转角度θ及清边工艺参数生成清边分阶段补偿策略。
可选的,清边工艺参数包括清边时刻设定焦距值F清边,如图4所示,示出了通用时刻的设定焦距值F,当为清边工艺的时候,该通用时刻的设定焦距值F就是清边时刻设定焦距值F清边,是振镜中心点到钙钛矿电池基片5的垂直距离。
本发明的一实施例,还包括:该刻蚀实时补偿策略生成单元根据该振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值;可选的,如图4所示,示出了通用时刻的设定焦距值F,当为刻蚀工艺的时候,该通用时刻的设定焦距值F就是刻蚀时刻设定焦距值F刻蚀,是振镜中心点到钙钛矿电池基片5的垂直距离。
控制模块根据该刻蚀焦距实时补偿值控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿。
本发明的一实施例,该刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ- F刻蚀,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度。具体的,当激光光束偏转时,它与工作平面不再垂直。在激光光束与钙钛矿电池基片5垂直时,其焦距是刻蚀时刻的设定焦距。但当激光光束由于振镜的偏转角度θ偏离垂直方向时,其在基片上的实际焦距会改变。这是因为光束现在斜射到基片上,从而导致焦点发生上移或下移。而失焦的距离是F刻蚀/cosθ- F刻蚀,而通过控制模块根据该失焦距离(刻蚀焦距实时补偿值)控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿该计算方法考虑到了激光光束斜射到基片上时的焦点偏移,通过调整焦距确保激光焦点始终落在基片上,以实现实时的刻蚀工艺的精准焦距补偿。
可选的,如图4所示,O点为基片待扫描范围的中心位置,当振镜对光束的偏转角度θ=0°时,即光束垂直入射到基片的O点上,此时光束焦点以通用时刻的设定焦距值F位于基片待加工的位置上,随着振镜开始对光线进行偏转,将光线以偏转角度θ入射到基片上,焦点位置距离基片越来越远,实际需要光束焦点到达的位置f1= F刻蚀/cosθ,刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀为实际需要光束焦点到达的位置与光束设定焦距之间的差值,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F刻蚀,因此,通过控制器将焦距补偿值f刻蚀反馈给光束调控驱动器6,由光束调控驱动器6带动光束调控模块进行垂直上下移动,使得焦点时刻都入射到基片待加工的位置上,保证刻蚀精度。
本发明的一实施例,该清边分阶段补偿策略生成单元根据该振镜偏转角度θ及清边偏角阈值得到清边分阶段补偿模式,该清边偏角阈值包括第一阈值θ1和第二阈值θ2,该清边分阶段补偿模式包括第一阶段补偿模式、第二阶段补偿模式以及第三阶段补偿模式,其中,根据该振镜偏转角度θ及该第一阈值θ1得到该第一阶段补偿模式,根据该振镜偏转角度θ及该第一阈值θ1和该第二阈值θ2得到该第二阶段补偿模式,根据该振镜偏转角度θ及第二阈值θ2得到第三阶段补偿模式;控制模块根据该第一阶段补偿模式、该第二阶段补偿模式以及该第三阶段补偿模式控制该光束调控驱动器的垂直移动,以对清边时的工艺光束进行焦距补偿。
本发明的一实施例,清边分阶段补偿策略生成单元还包括清边阶段判断子单元;该清边阶段判断子单元,用于判断清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段;若清边工艺处于该清边第一阶段,采用该第一阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ小于该第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段;该第一阶段补偿模式的第一补偿焦距值f1为0,该控制模块不移动该光束调控驱动器;若清边工艺处于该清边第二阶段,采用该第二阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ大于该第一阈值θ1且小于该第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段;该第二阶段补偿模式的第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,该控制模块根据该第二补偿焦距值f2控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿;若清边工艺处于该清边第三阶段,采用该第三阶段补偿模式,其中,当该振镜偏转角度θ大于该第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段;该第三阶段补偿模式的第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,该控制模块根据该第三补偿焦距值f3控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿。
具体的,因为清边工艺需要在一定的对焦要求内加快钙钛矿激光加工速度,所以才要分角度的不同补偿模式,当角度较小的第一阶段,这个时候因为失焦的距离较小,不影响此阶段的钙钛矿清边工艺,第一补偿焦距值f1为0,这是因为这个阶段需要提高钙钛矿激光加工的速度和效率;当角度逐渐增大后,为了适应不同角度阶段的特定要求,设置了不同的第二补偿焦距值f2和第三补偿焦距值f3,以兼顾钙钛矿激光加工对焦精度和清边工艺速度。具体的,第二补偿焦距值f2的原理:f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1)这个公式基于线性关系。当振镜偏转角度θ在第一和第二阈值之间变化时,这个时候更加注重钙钛矿清边工艺的均匀性,第二补偿焦距f2线性地随之变化。这是为了确保在这个偏转角度范围内,工件上的激光焦点位置变化是均匀的,从而获得均匀的工艺效果。使得在θ1到θ2的偏转角度范围内,钙钛矿的加工效果保持一致。通过调整焦距来适应不同的偏转角度,避免了在偏转角度增加时可能出现的焦点位置偏差。有助于提高加工速度和效率,因为可以确保在不同的偏转角度下,都获得最佳的工艺效果。而对于第三补偿焦距值f3的原理:f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),这个公式基于振镜偏转角度的正弦函数。随着偏转角度的增加,其对应的sin值也会增加,但增加的速度会逐渐减慢。公式确保在较大的偏转角度下,焦距的变化仍然可以适应工艺要求,考虑到在大偏转角度下,偏转角度的小变化可能导致焦点位置的大变化,该公式通过引入正弦函数,确保焦距的变化更为稳定,有助于在大偏转角度下,保持高质量的加工效果。通过适应不同偏转角度的特性,确保焦距变化与偏转角度的关系是最优的。综上所述,这三个补偿焦距值的设置原理确保了在不同的偏转角度下,都能获得最佳的工艺效果。这不仅有助于提高钙钛矿激光加工的速度和效率,还可以确保加工质量的稳定性。
本发明的一实施例,该刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元还包括:刻蚀末步焦距参数处理子单元,用于根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜中心点位置;清边首步焦距参数处理子单元,用于根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜中心点位置;在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制该光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场镜中心点位置移动到该清边首步场镜中心点位置,以预先完成清边首次焦距补偿。
具体的,刻蚀清边缓冲区间预补偿策略是为了确保在刻蚀工艺结束和清边工艺开始之间的转换过程中,工艺光束的焦距能够迅速和准确地进行调整,从而大大提高了钙钛矿整体激光工艺的速度,并满足不同阶段工艺的需求。以下是这种策略的优势及技术效果:优势:第一、缩短转换时间:通过预先计算和调整焦距,能够缩短刻蚀和清边两个工艺之间的转换时间,提高生产效率。第二、提高精度:准确的焦距补偿确保了在清边工艺开始时,光束焦距的精确性,从而提高了清边工艺的质量和效果。第三、减少人为干预:自动化的焦距补偿策略减少了人为干预和错误的可能性,确保了工艺的稳定性和一致性。技术效果:第一、提高工艺稳定性:预补偿策略确保了在整个生产过程中,光束焦距始终保持在最佳状态,从而保证了工艺的稳定性。第二、优化产品质量:准确和稳定的焦距补偿有助于提高刻蚀和清边工艺的效果,从而优化最终产品的质量。第三、增强生产效率:减少了两个工艺之间的转换时间和人为干预,从而提高了整体的生产效率。总的来说,刻蚀清边缓冲区间预补偿策略是一种先进的技术,它通过确保光束焦距的准确性和稳定性,来提高生产效率、工艺稳定性和产品质量。
下面对本发明提供的钙钛矿电池激光加工方法进行描述,
基于上述任一实施例,图5是本发明提供的钙钛矿电池激光加工方法的流程图,如图5所示,包括以下步骤:
步骤510,获取振镜偏转角度θ。
步骤520,判断钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺、刻蚀清边缓冲工艺或者清边工艺。
步骤530,若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺,则根据该振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值,根据该刻蚀焦距实时补偿值控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿,其中,刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度。
步骤550,若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀清边缓冲工艺,则根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜位置,以及根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜位置,在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制该光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场景位置移动到该清边首步场镜位置以预先完成清边首次焦距补偿。
步骤540,若钙钛矿电池激光加工工艺是清边工艺,则判断该清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段。
步骤560,若该清边工艺处于清边第一阶段,则采用该第一阶段补偿模式。
步骤570,若该清边工艺处于清边第二阶段,则采用该第二阶段补偿模式。
步骤580,若该清边工艺处于清边第三阶段,则采用该第三阶段补偿模式。
本发明实施例的另一方面,还包括以下步骤:
当该振镜偏转角度θ小于该第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段,该第一阶段补偿模式是控制模块不移动该光束调控驱动器。
当该振镜偏转角度θ大于该第一阈值θ1且小于该第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段,该第二阶段补偿模式是控制模块根据该第二补偿焦距值f2控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。
当该振镜偏转角度θ大于该第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段,该第三阶段补偿模式是控制模块根据该第三补偿焦距值f3控制该光束调控驱动器驱动该光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。
具体的,在清边第一阶段,振镜对于加工光束的偏转角度θ<θ1,θ1为第一阈值,激光焦点偏离基片待加工位置的距离较小,因此该第一阶段补偿模式是控制模块不移动该光束调控驱动器,不影响清边加工的效果;
在清边第二阶段,振镜对于加工光束的偏转角度θ继续增大,θ1<θ<θ2,θ2为第二阈值,在振镜对光束偏转达到这一角度范围内,f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。
在清边第三阶段,振镜对于光束的偏转角度θ继续增大,θ>θ2,则需进行比上一阶段更大的焦距补偿,第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。以对因光斑斜入射角度过大导致基片上光斑功率密度降低进行补偿。
以加工300mm×300mm的电池基片为例,激光光束的设定焦距F=526.39mm,清边区域宽度为10mm ,清边过程中振镜对光束的最大偏转角度tanθ=300/2×526.39≈16°,其分阶段补偿过程包括:
(1)当θ<2°,即第一阈值θ1=2°,振镜偏转带来的光束焦点偏离待加工位置可以忽略不计,在该阶段不进行焦距补偿。
(2)当2°<θ<14.8°,焦距补偿值f2= F清边× (θ-θ1)/(θ2-θ1)=526.39×(θ-2)/(14.8-2)。
(3)当14.8°<θ≤16°时,焦距补偿数值f3=F清边×(sinθ-sinθ2) / (sin(π/2 -θ2))=526.39×(sinθ- sin14.8°)/(sin(π/2-14.8°))。
可选的,对于电池基片的大小为 400mm × 400mm,激光光束的设定焦距 F' 为700mm。清边区域的宽度为 15mm。在清边过程中,振镜对光束的最大偏转角度通过 tanθ' =400 / (2 × 700) 得到,大约为 16.4°。
当 θ' 小于 3° (设第一阈值θ1' 为 3°),振镜偏转导致的光束焦点偏离待加工位置可以被忽略。在这一阶段,不进行焦距补偿。
当 3°<θ'<15°,焦距补偿值计算为 f2' = F清边' × (θ' - θ1') / (θ2' - θ1'),其中 θ2' 是第二阈值,设为 15°。那么,f2' = 700 × (θ' - 3) / (15 - 3)。
当 15°<θ' ≤ 16.4°,焦距补偿值为 f3' = 700 × (sinθ' - sin15°) / sin(π/2 - 15°)。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图6所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)601、通信接口(Communications Interface)602、存储器(memory)603和通信总线604,其中,处理器601,通信接口602,存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令,以执行上述各方法所提供的钙钛矿电池激光加工方法。
此外,上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执行上述各方法所提供钙钛矿电池激光加工方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种钙钛矿电池激光加工装置,其特征在于,包括:
激光发射模块,用于发射激光光束得到预调控光束,所述激光发射模块是单一激光器;
光束调控模块,所述光束调控模块包括振镜单元和场镜;所述振镜单元包括偏转驱动子单元和振镜,所述偏转驱动子单元用于驱动所述振镜偏转摆动,所述振镜用于反射所述预调控光束得到反射光束;所述场镜用于聚焦所述反射光束得到工艺光束,所述工艺光束用于钙钛矿电池刻蚀工艺和钙钛矿电池清边工艺;
光束调控驱动器,用于驱动所述光束调控模块做垂直移动,以对所述工艺光束进行焦距补偿;
控制模块,用于根据控制策略控制所述光束调控驱动器的垂直移动;
所述控制策略包括刻蚀实时补偿策略、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略和清边分阶段补偿策略,所述刻蚀实时补偿策略用于在刻蚀工艺中对所述工艺光束进行实时焦距补偿,所述刻蚀清边缓冲区间预补偿策略用于在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前预先完成清边首次焦距补偿,所述清边分阶段补偿策略用于在清边工艺中对所述工艺光束进行分阶段焦距补偿,所述刻蚀实时补偿策略不同于所述清边分阶段补偿策略。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括
偏转驱动子单元还包括振镜偏转角度检测器,用于检测振镜偏转角度θ;
控制模块还包括刻蚀实时补偿策略生成单元、刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元和清边分阶段补偿策略生成单元;
所述刻蚀实时补偿策略生成单元用于接收来着所述振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据所述振镜偏转角度θ及刻蚀工艺参数生成刻蚀实时补偿策略;
所述刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元用于根据刻蚀末步焦距补偿参数及清边首步焦距补偿参数生成刻蚀清边缓冲区间预补偿策略;
所述清边分阶段补偿策略生成单元用于接收来着所述振镜偏转角度检测器检测到的振镜偏转角度θ,并根据所述振镜偏转角度θ及清边工艺参数生成清边分阶段补偿策略。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包括:所述刻蚀实时补偿策略生成单元根据所述振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值;
控制模块根据所述刻蚀焦距实时补偿值控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F刻蚀,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,
所述清边分阶段补偿策略生成单元根据所述振镜偏转角度θ及清边偏角阈值得到清边分阶段补偿模式,所述清边偏角阈值包括第一阈值θ1和第二阈值θ2,所述清边分阶段补偿模式包括第一阶段补偿模式、第二阶段补偿模式以及第三阶段补偿模式,其中,根据所述振镜偏转角度θ及所述第一阈值θ1得到所述第一阶段补偿模式,根据所述振镜偏转角度θ及所述第一阈值θ1和所述第二阈值θ2得到所述第二阶段补偿模式,根据所述振镜偏转角度θ及第二阈值θ2得到第三阶段补偿模式,其中,所述第一阈值θ1小于所述第二阈值θ2;
控制模块根据所述第一阶段补偿模式、所述第二阶段补偿模式以及所述第三阶段补偿模式控制所述光束调控驱动器的垂直移动,以对清边时的工艺光束进行焦距补偿。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,清边分阶段补偿策略生成单元还包括清边阶段判断子单元;
所述清边阶段判断子单元,用于判断清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段;
若清边工艺处于所述清边第一阶段,采用所述第一阶段补偿模式,其中,当所述振镜偏转角度θ小于所述第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段;所述第一阶段补偿模式的第一补偿焦距值f1为0,所述控制模块不移动所述光束调控驱动器;
若清边工艺处于所述清边第二阶段,采用所述第二阶段补偿模式,其中,当所述振镜偏转角度θ大于所述第一阈值θ1且小于所述第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段;所述第二阶段补偿模式的第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,所述控制模块根据所述第二补偿焦距值f2控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿;
若清边工艺处于所述清边第三阶段,采用所述第三阶段补偿模式,其中,当所述振镜偏转角度θ大于所述第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段;所述第三阶段补偿模式的第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,所述控制模块根据所述第三补偿焦距值f3控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述刻蚀清边缓冲区间预补偿策略生成单元还包括:
刻蚀末步焦距参数处理子单元,用于根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜中心点位置;
清边首步焦距参数处理子单元,用于根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜中心点位置;
在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制所述光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场镜中心点位置移动到所述清边首步场镜中心点位置,以预先完成清边首次焦距补偿。
8.一种钙钛矿电池激光加工方法,其特征在于,采用如权利要求1所述钙钛矿电池激光加工装置,包括以下步骤:
获取振镜偏转角度θ;
判断钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺、刻蚀清边缓冲工艺或者清边工艺;
若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀工艺,则根据所述振镜偏转角度θ及刻蚀时刻设定焦距值生成刻蚀焦距实时补偿值,根据所述刻蚀焦距实时补偿值控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对刻蚀时的工艺光束进行焦距补偿,其中,刻蚀焦距实时补偿值为f刻蚀,f刻蚀=F刻蚀/cosθ-F刻蚀,其中,F刻蚀为刻蚀时刻设定焦距值,θ为振镜偏转角度;
若钙钛矿电池激光加工工艺是刻蚀清边缓冲工艺,则根据刻蚀末步设定焦距值和刻蚀末步焦距补偿值确定刻蚀末步场镜位置,以及根据清边首步设定焦距值和清边末步焦距补偿值确定清边首步场镜位置,在刻蚀工艺结束后清边工艺开启前控制模块控制所述光束调控驱动器驱动光束调控模块的场镜从刻蚀末步场景位置移动到所述清边首步场镜位置以预先完成清边首次焦距补偿;
若钙钛矿电池激光加工工艺是清边工艺,则判断所述清边工艺处于清边第一阶段、清边第二阶段或者清边第三阶段;
若所述清边工艺处于清边第一阶段,则采用所述第一阶段补偿模式;
若所述清边工艺处于清边第二阶段,则采用所述第二阶段补偿模式;
若所述清边工艺处于清边第三阶段,则采用所述第三阶段补偿模式。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
当所述振镜偏转角度θ小于所述第一阈值θ1时,判断进入清边第一阶段,所述第一阶段补偿模式是控制模块不移动所述光束调控驱动器;
当所述振镜偏转角度θ大于所述第一阈值θ1且小于所述第二阈值θ2时,判断进入清边第二阶段,所述第二阶段补偿模式是控制模块根据所述第二补偿焦距值f2控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对清边第二阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第二补偿焦距值f2的值是f2= F清边×(θ-θ1)/(θ2-θ1),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值,其中,所述第一阈值θ1小于所述第二阈值θ2;
当所述振镜偏转角度θ大于所述第二阈值θ2时,判断进入清边第三阶段,所述第三阶段补偿模式是控制模块根据所述第三补偿焦距值f3控制所述光束调控驱动器驱动所述光束调控模块进行垂直移动,以对清边第三阶段的工艺光束进行焦距补偿,其中,第三补偿焦距值f3的值是f3= F清边×(sinθ-sinθ2)/(sin(π/2-θ2)),其中F清边是为清边时刻设定焦距值,θ是振镜偏转角度,θ1是第一阈值,θ2是第二阈值。
10.一种计算机可读的存储介质,其特征在于,
所述计算机可读的存储介质包括存储的程序,其中,所述程序可被终端设备或计算机运行时执行权利要求8至9任一项中所述的方法。
11.一种电子设备,包括存储器和处理器,其特征在于,
所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求8至9任一项中所述的方法。
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