CN201997852U - 一种太阳能晶体硅电池激光划片设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，包括设备控制主机、激光发生器、外光路系统、聚焦镜头和工件运动平台，设备控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经外光路系统反射至聚焦镜头，聚焦镜头物镜头对着工件运动平台的表面，设备控制主机控制工件运动平台作二维运动，外光路系统内设有将单束激光均匀分为两束或多束激光的光学分光装置，对应于这两束或者多束激光，在外光路系统下方设置有至少两个聚焦镜头。本实用新型太阳能晶体硅电池激光划片加工设备可实现对双片或多片太阳能晶体硅电池同时加工，提供工作效率。

Description

一种太阳能晶体硅电池激光划片设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体提供一种适用于单晶硅及多晶硅太阳能晶体硅电池激光划片设备。

背景技术

现有的太阳能电池片小组件生产，用来分离太阳能晶体硅电池片的设备已从原来的机械砂轮切割设备，全面升级换代到使用激光设备来进行刻划分离。目前的激光加工设备均采用单激光头输出，经聚焦镜聚焦到工件平台，工件平台装载电池片进行二维运动的方式来实现加工目的。如果希望提高生产效率，一般通过提高工件平台的运动速度，但提高工件平台的运动速度对运动系统的品质要求也相应提高，同时对激光刻划的精度也会有很大的影响。

实用新型内容

为解决因提高工件平台运动速度带来的不利影响，本实用新型提供一种双头或多头分光输出的太阳能晶体硅电池激光划片设备，在不改变工件平台的运动速度的条件下，可双倍或多倍提高生产效率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，包括设备控制主机、激光发生器、外光路系统、聚焦镜头和工件运动平台，设备控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经外光路系统反射至聚焦镜头，聚焦镜头物镜头对着工件运动平台的表面，设备控制主机控制工件运动平台作二维运动，外光路系统内设有将单束激光均匀分为两束或多束激光的光学分光装置，对应于这两束或者多束激光，在外光路系统下方设置有至少两个聚焦镜头。

进一步的，光学分光装置包括激光扩束镜、第一光束调整波片镜、第一激光分光镜、第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，外光路系统下方设置有第一聚焦镜头和第二聚焦镜头；

所述第一光束调整波片镜、第一激光分光镜和第三反射镜依次设置在上层搁板上，所述第一光束调整波片镜接收经所述激光扩束镜输出的激光束；所述第一光束调整波片镜垂直放置在所述上层搁板上，所述第一激光分光镜与所述第三反射镜平行设置，且与所述上层隔板呈45°角；

所述第一反射镜和所述第二反射镜平行设置在下层搁板上，且与所述下层搁板呈45°角，所述第一反射镜接收所述第一激光分光镜分出的激光束；

在所述下层搁板下方设置有与所述第二反射镜对应的第一聚焦镜头、与所述第三反射镜对应的第二聚焦镜头。

进一步的，第一激光分光镜的透过率为50%，反射率为50%。

进一步的，所述光学分光装置包括激光扩束镜、第一光束调整波片镜、第二光束调整波片镜、第一激光分光镜、第二激光分光镜 、第一反射镜 、第二反射镜 、第三反射镜、第四反射镜和第五反射镜，外光路系统下方设置有第一聚焦镜头、第二聚焦镜头和第三聚焦镜头；

所述第一光束调整波片镜、第一激光分光镜、第二光束调整波片镜、第二激光分光镜和第三反射镜依次设置在上层搁板上，所述第一光束调整波片镜接收经所述激光扩束镜输出的激光束；所述第一光束调整波片镜、所述第二光束调整波片镜垂直放置在所述上层搁板上，所述第一激光分光镜、所述第二激光分光镜和所述第三反射镜相互平行设置，且与所述上层隔板呈45°角；

所述第二反射镜、所述第一反射镜、所述第五反射镜和所述第四反射镜相互平行、依次地设置在下层搁板上，且与所述下层搁板呈45°角，所述第一反射镜接收所述第一激光分光镜分出的激光束，所述第四反射镜接收所述第二激光分光镜分出的激光束；

在所述下层搁板下方设置有与所述第二反射镜对应的第一聚焦镜头、与所述第三反射镜对应的第二聚焦镜头、以及与所述第五反射镜对应的第三聚焦镜头。

进一步的，第一激光分光镜的透过率为66.7%，反射率为33.3%，第二激光分光镜的透过率为50%，反射率为50%。

本实用新型的有益效果是：本实用新型太阳能晶体硅电池激光划片设备在不改变原有的工件平台的运动速度前提下，在激光输出端，利用光学镜片对单束激光进行分光，并对每一束激光进行单独调节达到能量均匀，经分别反射聚焦后即可实施加工，激光输出头采用双头或多头输出，在同一个工件装载运动平台上同时加工多个工件，可极大的提高单位时间内的设备生产产量。

附图说明

图1为本实用新型太阳能晶体硅电池激光划片设备的结构示意图；

图2为双头太阳能晶体硅电池激光划片设备光学分光装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中太阳能晶体硅电池激光划片设备工作状态的示意图；

图4为多头太阳能晶体硅电池激光划片设备光学分光装置的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1工件运动平台，2 外光路系统，3 激光发生器，4 控制主机，11 装载平台，12工件X轴运动台，13工件Y轴运动台，21激光扩束镜，22第一光束调整波片镜， 23、23' 第一激光分光镜，24 第三反射镜，25 第二反射镜 ，26 第一反射镜， 27 第一聚焦镜头，28 第二聚焦镜头，31第二光束调整波片镜，32第二激光分光镜，33第五反射镜， 34第四反射镜， 35第三聚焦镜头，51第一片太阳能电池，52第二片太阳能电池。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，包括工件运动平台1、外光路系统2、激光发生器3、设备控制主机4和聚焦镜头，设备控制主机4 控制激光发生器3 产生激光束，输入到外光路系统2，外光路系统2内设置有光学分光装置，单束激光束通过光学分光装置被均匀的分成双束或多束激光束，双束或者多束激光束经两个或多个聚焦镜头聚焦后输出至工件运动平台1 表面，控制主机1同时操纵工件运动平台1作二维运动，实现对工件运动平台1上装载的材料进行加工。

本实用新型太阳能晶体硅电池激光划片设备通过采用50%分光比例的光学分光镜片，可实现双头激光输出；采用相应分光比例的光学分光镜片，可实现多头激光输出。

实施例1

如图2所示，本实用新型双头太阳能晶体硅电池激光划片设备，外光路系统2包括外光路盒体和光学分光装置，光学分光装置包括激光扩束镜21、第一光束调整波片镜22、第一激光分光镜23、第一反射镜26、第二反射镜25和第三反射镜24，外光路盒体下方设置有第一聚焦镜头27和第二聚焦镜头28，外光路盒体内部设有上、下两层平行搁板，外光路盒体一侧上部设有激光扩束镜21，该激光扩束镜21与激光发生器3的输出端连接，分光盒上层搁板沿激光光学轴线上依次设有垂直放置的光束调整波片镜22、呈45°角放置的激光分光镜23、呈45°角放置的第三反射镜24，下层搁板上与激光分光镜23对应位置设有呈45°角放置的第一反射镜26，在第一反射镜26反射光沿线上设有呈45°角放置的第二反射镜25，外光路盒体的搁板和底板上分别设有激光通孔，外光路盒体底板的激光通孔分别与两个聚焦镜头连接。

由激光发生器3产生的单束激光经第一激光扩束镜21进行光学整形，通过第一光束调整波片镜22后，输入第一激光分光镜23中，第一激光分光镜23的透过率为50%，反射率为50%，第一激光分光镜23将单束激光分成相互垂直的两束激光，并可以通过调节第一光束调整波片镜22 对两束激光的能量进行调整；

第一束激光由第一激光分光镜23垂直反射至第一反射镜26后，被第二反射镜25垂直反射，最后经第一聚焦镜头27聚焦后输出；第二束激光透过第一激光分光镜23后到达第三反射镜24，被第三反射镜24垂直反射后经第二聚焦镜头28聚焦后输出，从而实现将单束激光均匀分为两束激光输出。

如图3所示，由光学分光系统4下方的第一聚焦镜头27和第二聚焦镜头28输出的两束激光，分别聚焦于装载在工件装载平台11上的第一片太阳能电池和第二片太阳能电池表面。同时由工件X轴运动台12和工件Y轴运动台13带动的工件装载平台11在X方向和Y方向上作二维运动，由此实现在单台设备上同时进行双头激光对太阳能电池片加工。

实施例2

如图4所示，实施例2与实施例1的区别在于：本实用新型多头太阳能晶体硅电池激光划片设备，其光学分光装置是将实施例1的第一激光分光镜23替换为透过率为66.7%，反射率为33.3%的第一激光分光镜23'，在第一激光分光镜23'和第三反射镜24之间增设一个第二光束调整波片镜31和一个第二激光分光镜32，在外光路盒体下层搁板与第二激光分光镜32相对应的位置增设一个第四反射镜34和第五反射镜33，第二激光分光镜32、第四反射镜34和第五反射镜33均呈45°角放置。

由激光器3产生的单束激光经激光扩束镜21进行光学整形，通过第一光束调整波片镜22后，输入第一激光分光镜23'，由第一激光分光镜23'将单束激光分成相互垂直的两束激光，并可以通过调节第一光束调整波片镜22对两束激光的能量进行调整。

第一束激光由第一激光分光镜23'垂直反射至第一反射镜26后，被第二反射镜25垂直反射，最后经第一聚焦镜头27聚焦后输出；第二束激光透过第一激光分光镜23'后继续通过第二光束调整波片镜31，输入到第二激光分光镜32，第二激光分光镜32的透过率均为50%，反射率为50%，由第二激光分光镜32将此束激光分成相互垂直的两束激光，并可以通过调节第二光束调整波片镜31对两束激光的能量进行调整，该两束激光其中的一束由第二激光分光镜32垂直反射至第四反射镜34后，被第四反射镜34垂直反射后经第五反射镜36垂直反射，经第三聚焦镜头35聚焦后输出，最后一束激光到达第三反射镜24，被第三反射镜24垂直反射后经第二聚焦镜头28聚焦后输出，最终实现将单束激光均匀分为3束激光输出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，包括设备控制主机、激光发生器、外光路系统、聚焦镜头和工件运动平台，所述设备控制主机控制激光发生器产生激光束，该激光束经外光路系统反射至聚焦镜头，经聚焦镜头聚焦后射到工件运动平台的表面，所述设备控制主机控制工件运动平台作二维运动，其特征在于：所述外光路系统内设有将单束激光均匀分为两束或多束激光的光学分光装置，对应于这两束或者多束激光，在外光路系统下方设置有至少两个聚焦镜头。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，其特征在于：所述光学分光装置包括激光扩束镜、第一光束调整波片镜、第一激光分光镜、 第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述外光路系统下方设置有第一聚焦镜头和第二聚焦镜头。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，其特征在于：所述第一激光分光镜的透过率为50%，反射率为50%。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，其特征在于：所述光学分光装置包括激光扩束镜、第一光束调整波片镜、第二光束调整波片镜、第一激光分光镜、第二激光分光镜 、第一反射镜 、第二反射镜 、第三反射镜、第四反射镜和第五反射镜，所述外光路系统下方设置有第一聚焦镜头、第二聚焦镜头和第三聚焦镜头。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能晶体硅电池激光划片设备，其特征在于：所述第一激光分光镜的透过率为66.7%，反射率为33.3%，所述第二激光分光镜的透过率为50%，反射率为50%。

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