CN201349017Y - 生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种激光设备。本实用新型公开了一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机，包括用于刻划非晶硅薄膜的激光器系统、计算机系统、四光路分光装置、聚焦装置、二维运动工作台，所述计算机系统分别与激光器系统、四光路分光装置、二维运动工作台连接，激光器系统输出的激光通过四光路分光装置、聚焦装置作用在二维运动工作台上的工件上。本实用新型具有精度高、速度快、效率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光设备，具体涉及一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机。
背景技术
激光刻膜技术涉及当今的环保产业——太阳能电池制造行业，属于新兴技术。众所周之，太阳能产业潜力巨大，对减少常规能源的消耗以及保护环境有着不可替代的作用。在制造太阳能电池的过程中，生产商需要在镀膜玻璃板上按工艺要求将已镀的薄膜刻断，且对激光刻划精度和速度要求很高，而现有的刻划技术难以做到。为此发明一种可靠的、高效的，同时能满足非晶硅薄膜太阳能电池苛刻的生产工艺要求的激光刻膜机十分必要。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种刻划精度高，运行速度快，效率高的生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采取以下方案：
本实用新型是一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机，包括用于刻划非晶硅薄膜的激光器系统、计算机系统、四光路分光装置、聚焦装置、二维运动工作台，所述计算机系统分别与激光器系统、四光路分光装置、二维运动工作台连接，激光器系统输出的激光通过四光路分光装置、聚焦装置作用在二维运动工作台上的工件上。
其中，所述激光器系统包括激光器、扩束镜、光纤及其耦合准直装置、激光电源、声光电源、冷却系统，激光器分别与激光电源、声光电源、冷却系统连接，扩束镜、光纤及其耦合准直装置位于激光器的输出端。
其中，所述激光器包括绿光激光器、红外光激光器，其中，绿光激光器由反射镜、Q开关、激光模块、谐波反射镜、倍频晶体、输出镜组成，红外光激光器由反射镜、Q开关、激光模块、输出镜组成。
(三)有益效果
1由于采用了以上技术方案，本刻膜机完全能满足非晶硅薄膜太阳能电池的生产工艺要求：1)、TCO膜层刻划后线条两边电阻值要大于2MΩ，线条宽度小于0.05mm，直线度小于0.02mm/1400mm。2)、a-Si膜层刻划后边缘锐利，线条中无刻蚀残留物，不灼伤TCO膜层；线条宽度在0.05-0.08mm、直线度小于0.02mm/1400mm。3)、AL膜层刻划后边缘锐利，不灼伤TCO膜层，线条宽度在0.05-0.08mm、直线度小于0.02mm/1400mm。
2本激光刻膜机的刻膜精度高。
3本激光刻膜机的刻膜速度高，有效提高生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的方框示意图；
图2是本实用新型的工作流程图。
参见图1，本实用新型的一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机由激光器系统、计算机系统、四光路分光装置、聚焦装置、二维运动工作台组成。
所述激光器系统由激光器、扩束镜、激光电源、声光电源、光纤及其耦合准直装置、冷却系统组成，用于产生工作激光。
当采用绿光激光器时，激光器由反射镜、Q开关、激光模块、谐波反射镜、倍频晶体、输出镜组成，其中，倍频晶体用以将1064nm波长的红外光倍频为532nm波长的绿色激光。当采用红外光激光器时，激光器由反射镜、Q开关、激光模块、输出镜组成。
本实用新型的激光刻膜机包括有红外光的和绿光的两种型号的激光器，一种激光器只会出现在一种型号的设备中。
所述激光电源，可为激光模块提供驱动电流，驱动半导体发光阵列激发模块中的Nd:YAG晶体产生受激辐射。
所述声光电源，用以为Q开关(即声光开关)提供需要的射频信号，以控制激光的输出以及输出频率。
所述光纤及其耦合准直装置，为刻膜机用绿光激光器所专用装置，把激光器输出的高斯光束转换为近似平顶的高斯光束，以使输出的绿激光更符合非晶硅薄膜太阳能电池加工工艺需要。
所述冷却系统，为激光模块和Q开关提供恒温冷却水流，起到散热的作用。
所述四光路分光装置及聚焦装置用于将激光器中的激光均匀地分成四路激光，并控制每路激光聚焦于工件表面
所述二维运动工作台用于放置工件，并精确移动工件使之与激光头产生相对运动。
所述计算机控制系统控制二维运动工作台、四光路分光聚焦系统、激光器系统协调工作，并为人机交互提供平台。
本实用新型的具体实施方案如下：
1为满足刻膜工艺需要，需要设计出两种激光器：输出波长为1064nm的红外光激光器和波长为532nm的绿光激光器
所述红外光激光器专门刻划非晶硅电池生产过程中镀上的TCO透明导电薄膜。其输出激光，光学模式好，功率稳定且不小于30W。
所述绿光激光器是用来刻划电池生产工序中镀上的另外两层薄膜：A-Si和Al膜。这两层膜对绿激光的吸收好于红外光，故采用绿激光刻划。
2为满足刻膜精度需要，在设备结构上需采取将较重的激光器和激光头固定不动，让工作台带动工件相对激光头移动的方案。
3为满足刻膜精度和速度需要，应采用全闭环数控二维移动的工作台。该工作台的移动速度能满足不小于400mm/s的要求，且其Y轴重复定位精度应不小于±2μm，X轴重复定位精度不小于±5μm，直线度满足在20μm/1400mm以内的要求。
参见图2，本实用新型的计算机系统的控制过程如下：
1)计算机控制气缸，将工作台上的工件夹紧固定；
2)依照事先设定的程序，计算机控制二维工作台移动；
3)当镀膜玻璃移动到四个激光头下时，计算机控制激光器系统以及四光路分光聚焦系统输出激光；
4)工作台X轴带动工件朝垂直于激光入射的方向迅速移动，当激光移出工件时，计算机控制四光路分光聚焦系统关闭经过聚焦系统射向工件的激光，同时此轴停止转动；而工作台Y轴开始转动，带动工件垂直于刚才移动的方向移动一定的距离；此距离由用户在计算机中设定，这个距离是由生产厂家的工艺要求决定的；Y轴移动结束后，计算机系统控制分光聚焦装置再次开启激光；
5)工作台继续4)中所述的动作，只是X轴动作方向与4)中所述的相反；
6)反复4)和5)所述动作，但当四光路中任一个激光头移出工件时，该光路的激光会被计算机系统关闭，如此，Y轴朝一方向运动，X轴往复运动，可在工件上刻划出间距相等的平行线；
7)当6)所述平行线被完全刻满在整个工件上后，工作台自动回到零点，此时需卸下工件，开始新工件的刻划。
Claims (3)
1、一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机，其特征在于：包括用于刻划非晶硅薄膜的激光器系统、计算机系统、四光路分光装置、聚焦装置、二维运动工作台，所述计算机系统分别与激光器系统、四光路分光装置、二维运动工作台连接，激光器系统输出的激光通过四光路分光装置、聚焦装置作用在二维运动工作台上的工件上。
2、如权利要求1所述生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机，其特征在于：所述激光器系统包括激光器、扩束镜、光纤及其耦合准直装置、激光电源、声光电源、冷却系统，激光器分别与激光电源、声光电源、冷却系统连接，扩束镜、光纤及其耦合准直装置位于激光器的输出端。
3、如权利要求2所述的一种生产非晶硅薄膜太阳能电池用激光刻膜机，其特征在于：所述激光器包括绿光激光器、红外光激光器，其中，绿光激光器由反射镜、Q开关、激光模块、谐波反射镜、倍频晶体、输出镜组成，红外光激光器由反射镜、Q开关、激光模块、输出镜组成。
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2008
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