CN212470228U - 一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，涉及太阳能电池片加工技术领域。其包括：载片装置、第一激光单元，其用于在待切割太阳能电池片的两侧边缘分别制造出初始凹槽；第二激光单元，其用于形成沿切割路径的热斑线，以进行热激光束分离；冷却单元，用于在第二激光束之后冷却所述待切割太阳能电池片；控制器，用于控制第一激光单元在待切割太阳能电池片上产生初始凹槽，以及用于随后执行的热激光束分离，热激光束分离和施加冷却介质同时进行作业。本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，能够减少太阳能电池片切割时的材料去除量，消除切割时的热影响区，提高电池片的利用率、电池效率和抗弯强度。

Description

一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池片加工技术领域，尤其涉及一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置。

背景技术

在太阳能电池产业发展中，电池片的大尺寸成为了一种趋势，这能在一定程度上提高组件转换效率和功率。但越来越大的电池片尺寸将导致电池片的工作电流增大，这会引起组件的工作电流增大，进而增大了组件的安全风险问题。因此将电池片切割后形成小片再进行串联组装，减小工作电流，提高组件的可靠性，己经成为业内发展趋势，半片组件市场占比提升迅速。另一方面，叠瓦组件技术是依靠将电池片切割成小片后堆叠连接，取消了串内电池片间隙，可以提高组件面积的利用率，提高组件的功率和转换效率。

无论是半片组件还是叠瓦组件技术，都需要将太阳能电池片进行切割。目前的切割方案，一般都是利用高能激光在太阳能电池片表面进行划线，形成凹槽，然后以机械外力沿凹槽进行分离。这种方案简单直接，操作方便，被广泛应用。但是这种方案，其采用的高能激光的能量密度很大，划线的凹槽边缘会产生热影响区，单边热影响区宽度达30～50um，槽宽加双边热影响区达90～130um。其存在以下缺点：1、高能激光烧蚀凹槽，通过去除材料的切割方式，划槽位置的材料被去除，造成浪费，电池片利用率降低，同时，被去除的材料，以粉尘的形式漂浮在空气中，造成环境污染，需除尘设备，增加设备成本和复杂程度；2、高能激光烧蚀凹槽造成的热影响区影响电池发电效率；3、高能激光烧蚀凹槽，槽口材料重熔，形成微小毛刺，槽壁材料重熔，造成断面粗糙，易造成破片和隐裂，降低电池片抗弯强度；4、划槽后，采用机械掰片方式将电池片沿槽掰开，会产生微小裂纹，导致电池片抗弯强度变低。

因此，亟需一种新的太阳能电池片切割装置，以尽量避免切割时对太阳能电池片的利用率、发电效率以及抗弯强度的产生影响。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，能够减少太阳能电池片切割时的材料去除量，消除切割时的热影响区，提高了电池片的利用率、电池效率和抗弯强度。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，包括：

载片装置，用于承载和/或移动待切割太阳能电池片；

第一激光单元，其用于发射第一激光束照射于待切割太阳能电池片的表面，以在所述待切割太阳能电池片的两侧边缘分别制造出初始凹槽，所述初始凹槽之间的连线形成预定的切割路径；

第二激光单元，其用于发射第二激光束照射于待切割太阳能电池片的表面，形成沿所述切割路径的热斑线，以用于进行热激光束分离；

冷却单元，被配置为提供冷却介质，位于所述第二激光束的后方，以用于在所述第二激光束之后冷却所述待切割太阳能电池片；

控制器，被配置为控制所述第一激光单元、第二激光单元和冷却单元；所述控制器用于控制所述第一激光单元在所述待切割太阳能电池片上产生初始凹槽，以及用于随后执行的所述热激光束分离，所述热激光束分离和施加冷却介质冷却所述待切割太阳能电池片同时进行作业。

可选地，还包括用于在第二激光单元发射第二激光束照射待切割太阳能电池片前将所述待切割太阳能电池片加热至预定温度T1的加热单元。

所述第一激光单元包括至少一个激光发射头，以用于同时制造出至少一个初始凹槽；所述第二激光单元包括至少一个激光发射头，以用于同时形成至少一个热斑线并同时进行至少一个切割路径的热激光束分离。

可选地，还包括载片装置，所述载片装置用于承载和/或移动所述待切割太阳能电池片。

可选地，还包括第一移动机构和第二移动机构，所述第一移动机构与所述控制器电连接，以用于控制所述第一激光单元的位置，所述第二移动机构与所述控制器电连接，以用于控制所述第二激光单元的位置。

可选地，还包括真空单元，所述载片装置设置有若干个真空孔，所述真空孔与所述真空单元连通；所述真空单元用于抽取所述真空孔内的气体，以将所述载片装置上方的物体吸附在所述载片装置上。

可选地，所述载片装置上设置有用于输送所述待切割太阳能电池片的传送带。

可选地，所述载片装置的材质采用金属材料，所述载片装置内部或下侧设置有加热单元。

可选地，所述载片装置为直线形载片平台，以用于将所述待切割太阳能电池片沿直线方向输送。

可选地，所述载片装置为旋转式载片平台，以用于将所述待切割太阳能电池片旋转至不同的工序位置。

可选地，所述第一激光单元采用纳秒或皮秒脉冲激光器，所述第二激光单元采用CW(连续)模式的光纤激光器或半导体激光器。

本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，采用双激光束对太阳能电池片进行切割，利用第一激光束在太阳能电池片的两侧边缘处分别进行烧蚀，以形成较短的初始凹槽，再利用第二激光束加热待切割太阳能电池片，形成热斑线，然后利用冷却介质冷却第二激光束的热斑，从而使待切割太阳能电池片沿热斑线开裂。

本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，具有使用方便、成本低廉、切割快捷迅速的优点。

采用本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置对太阳能电池片进行切割，相对于采用激光划长槽、机械掰片的方式切割时，具有以下优点：

1、除太阳能电池片的首尾各切有短槽外，无需划长槽，基本不用去除材料，电池片利用率接近100％，提高了电池片的利用率；

2、除首尾短槽处，切割处无热影响区，提高电池片的发电效率；

3、无粉尘产生，环保；

4、切割处断面光滑，无毛刺，降低破片和隐裂几率，避免了机械式裂片导致的电池片抗弯强度降低；

5、热裂后，电池片自动沿热裂路径(热斑线)裂开，省掉机械掰片的机构和工序，减少了破片和隐裂，同时降低了成本；

6、头尾无崩边，裂片精度(实际断面边缘偏离预设断裂线的距离)在90um以下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种太阳能电池片的结构示意图；

图3是现有技术中利用高能激光在太阳能电池片表面进行划线形成凹槽时的太阳能电池片的结构示意图；

图4是根据本实用新型提供的采用双激光热裂切割装置对太阳能电池片制备初始凹槽后的太阳能电池片的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例中的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置的结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例中的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的发明人在太阳能电池片的切割过程中研究发现：现有技术中常采用的切割方法为：激光划长槽(深度约为电池片厚度50％)，机械掰片的方式。如图2和图3所示，即利用高能激光在太阳能电池片1表面进行划线，形成线槽2，然后以机械外力沿线槽2进行分离。该切割方法其将太阳能电池片1表面划线形成线槽2后，在线槽2的两侧会形成30～50um宽的热影响区3，线槽2的宽度大约为30um。热影响区3会导致该区域的电池片的性能发生变化，降低该区域的电池片的发电效率。即，当切割后，太阳能电池片1的宽度约为90～130um的区域无法进行发电或发电效率低下。特别是，当太阳能电池片1的面积较小时，热影响区3和线槽2的面积在电池片的表面积中的占比更加显著，会严重影响电池的发电效率。发明人经过研究发现，热影响区3的形成是由于高能激光的聚焦激光光斑很小，直径约为30um，能量密度很大，当进行高能激光烧蚀太阳能电池片1表面划出线槽2时，太阳能电池片1烧蚀出线槽2，其温度较高，导致在线槽2的边缘(包括两侧和下方)产生热影响区3。

基于此发现，发明人提出了本实用新型的技术方案，旨在通过在切割过程中减小太阳能电池片1的去除量以及热影响区，以提高太阳能电池片的利用率和发电效率。

如图1所示，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，一般性地可以包括载片装置60、第一激光单元10、第二激光单元20、冷却单元30和控制器40。载片装置60用于承载和/或移动待切割太阳能电池片1。控制器40分别与第一激光单元10、第二激光单元20和冷却单元30电连接。控制器40被配置为用于可选择性地控制第一激光单元10、第二激光单元20和冷却单元30。第一激光单元10发射第一激光束照射于待切割太阳能电池片1的表面，在待切割太阳能电池片1的两侧边缘分别制造出初始凹槽11。初始凹槽11之间的连线形成预定的切割路径12。第二激光单元20发射第二激光束照射于待切割太阳能电池片1的表面，形成热斑，移动待切割太阳能电池片1或移动第二激光单元20的照射热斑位置，即可形成沿着初始凹槽11之间连线的预定的切割路径12的热斑线。冷却单元30被配置为提供冷却介质。冷却单元30位于第二激光单元20的激光束的后方，以在第二激光单元20的第二激光束之后冷却待切割太阳能电池片1，从而将待切割太阳能电池片1的沿切割路径12进行热激光束分离。控制器40用于控制第一激光单元10在待切割太阳能电池片1上产生初始凹槽11，以及用于随后执行的热激光束分离。热激光束分离和施加冷却介质冷却待切割太阳能电池片1同时进行作业。

本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，第一激光单元10采用纳秒或皮秒脉冲激光器。第二激光单元20采用CW(连续)模式的光纤激光器或半导体激光器。可选地，第一激光单元10选用355nm、532nm、1064nm纳秒或皮秒脉冲激光器，功率10～50W，聚焦后光斑在10-30um。第二激光单元20选用1050-1090nm连续激光器或900-950nm半导体激光器，功率100-500W，聚焦光斑1-10mm。可选地，第一激光束烧蚀出的初始凹槽11的宽度为10-40um。初始凹槽11的深度为待切割太阳能电池片1厚度的5％-80％，初始凹槽11的长度为0.1-10mm。需要理解的是，在本实用新型中，凹槽11的长度可以是大于10mm的，不过基于凹槽11的长度越长，其切割过程中产生的热影响区3越大，故将凹槽11的长度优选为较短的长度范围。第二激光束照射待切割太阳能电池片1的表面，使得在待切割太阳能电池片1的表面形成热斑。热斑区域形成深加热区，热斑区域的温度较太阳能电池片1的其他区域的温度高，热斑区域的温度范围为以不至于产生热影响区以及使电池片的材料性能发生变化为准。

在热裂过程中，冷却介质可以采用常温或冷却过的水、空气、气雾、氮气、液氮或其他液态、气态介质。具体地，采用水等液体介质时，可选用流量为2-150ml/min。当采用常温或低温空气、气雾或其他气体喷射时，可根据空气或气体的温度选用合适的喷射速度。

如图4所示，即为采用本实用新型的双激光热裂切割装置的第一激光单元10进行烧蚀凹槽11后的太阳能电池片的结构示意图。在烧蚀初始凹槽11时，采用的第一激光束为脉冲宽度在纳秒或皮秒量级的脉冲激光。第一激光束照射在太阳能电池片1的表面，激光能量造成电子电离，形成具有大量高温电子的浅加热区，太阳能电池片1的表面瞬间升温至较高温度，导致太阳能电池片1的表面烧蚀而生成凹槽11。

可选地，第一激光单元10包括至少一个激光发射头。第一激光单元10的各个激光发射头均可以发射出第一激光束，以用于同时烧蚀待切割太阳能电池片1的表面的边缘处的一个或多个位置，从而在一个工序中同时制造出一个或多个初始凹槽11。第二激光单元20包括至少一个激光发射头。各个激光发射头之间的距离、位置根据需求进行设置。第二激光单元20的各个激光发射头均可以发射出第二激光束，以用于同时照射待切割太阳能电池片1的表面不同位置，在待切割太阳能电池片1上形成热斑，通过移动第二激光单元20或者移动待切割太阳能电池片1，使得同时形成与激光发射头数量相一致的一条或多条热斑线。相应地，冷却单元30设置与第二激光单元20相对应，从而实现在一个工序中同时进行一条或多条切割路径12的热激光束分离。即，通过多个激光发射头的设置，可以实现将待切割太阳能电池片1一次性地切割成多片。例如一次切割工序即可实现对太阳能电池片进行三等分、四等分等切割。

本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，在实际应用时，首先，将待切割太阳能电池片1放置于第一激光单元10下，将第一激光单元10发射的第一激光束照射于待切割太阳能电池片1的表面的边缘处(预定的切割路径12的起点位置)，第一激光束将太阳能电池片1的边缘处烧蚀出初始凹槽11，关闭第一激光单元10，然后移动待切割太阳能电池片1或者移动第一激光单元10，使得第一激光束照射于待切割太阳能电池片1的表面的另一侧边缘处(预定的切割路径12的终点位置)，再将太阳能电池片1的另一侧边缘处烧蚀出初始凹槽11；然后，将待切割太阳能电池片1放置于第二激光单元20下，开启第二激光单元20，使第二激光束照射于待切割太阳能电池片1的一侧初始凹槽11处，在待切割太阳能电池片1上形成热斑，通过移动第二激光单元20或者移动待切割太阳能电池片1，使得热斑形成热斑线，热斑线的起点始于一侧的凹槽11，并结束于另一侧的凹槽11，从而使得热斑线区域形成深加热区，其温度高于太阳能电池片1的其他区域的温度；在第二激光单元20工作的同时，开启冷却单元30，喷射冷却介质到第二激光束的热斑后侧，以进行急速冷却，此时热应力迅速向热斑线深处延伸，沿着热斑线产生强大的应力，形成始于起裂点，沿着热斑线开裂的裂纹，并最终结束于另一侧的凹槽11，完成热裂过程(即热激光束分离)。

本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，其工作原理为：

切割过程实际包括两个阶段，第一阶段为制造初始凹槽11，此时在太阳能电池片1的两侧边缘处形成较短的凹槽11，凹槽11由于是激光烧蚀太阳能电池片1形成，使得凹槽11处的应力状态发生变化，当进行热裂过程时，凹槽11与热斑线的交点处即会形成起裂点。

第二阶段为热裂过程(即热激光束分离)，即通过第二激光束在待切割太阳能电池片1上形成热斑线，热斑线的起点始于一侧的凹槽11，并结束于另一侧的凹槽11，从而使得热斑线区域形成深加热区，其温度高于太阳能电池片1的其他区域的温度，当对热斑线区域局部施加冷却介质以进行急速冷却时，使得热应力迅速向热斑线深处延伸，沿着热斑线产生强大的应力，凹槽11处容易形成应力集中，优先开裂，形成始于起裂点，沿着热斑线开裂的裂纹，并最终结束于另一侧的凹槽11。

需要理解的是，本实用新型提供的双激光热裂切割装置，在太阳能电池片的首尾均制造出短凹槽，首尾的短凹槽之间形成预定的切割路径12。其中，太阳能电池片首部的短凹槽和尾部的短凹槽的作用机理并不相同：首部的短凹槽所起到的作用为形成热裂裂纹的起始点，即使得凹槽处的应力状态发生变化，当进行热裂过程时，凹槽11与热斑线的交点处即会形成起裂点；而尾部的短凹槽所起到的作用为降低尾部凹槽处的强度，使得当热裂裂纹达到或接近时，可以引导热裂裂纹沿尾部凹槽开裂，使得开裂端面平直，提高裂片精度。尾部短凹槽的设置，能够避免热裂裂纹偏离预定的切割路径12，防止热裂时在尾部产生崩边缺角。

可选地，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，还包括加热单元50。加热单元50用于在制造初始凹槽11前或在第二激光单元发射第二激光束照射待切割太阳能电池片前将待切割太阳能电池片1加热至预定温度T1。预定温度T1的温度范围为30-150℃。可选地，加热单元50采用电加热棒。通过加热单元50将待切割太阳能电池片1加热至预定温度，使得减小热裂过程中热裂位置与电池片其他区域的温差，减轻或避免电池片翘曲变形，有效减少因变形引起的破片和隐裂，提高抗弯强度。

具体地，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，其载片装置60用于承载和/或移动待切割太阳能电池片1。如，当载片装置60用于承载并移动待切割太阳能电池片1时，此时，第一激光单元10和第二激光单元20可设置为固定的、不可移动的，载片装置60可以为直线形载片平台，以用于将待切割太阳能电池片1沿直线方向输送，载片装置60也可以为可旋转式的载片平台，以用于将所述待切割太阳能电池片旋转至不同的工序位置。当载片装置60仅用于承载待切割太阳能电池片1时，此时，第一激光单元10和第二激光单元20需设置为可移动式的激光器，通过移动第一激光单元10和第二激光单元20的位置，以实现其相对于待切割太阳能电池片1的运动。

在一个具体的实施方式中，还包括第一移动机构101和第二移动机构201。第一移动机构101和第二移动机构201均与控制器40电连接。通过控制器40控制第一移动机构101，从而控制第一激光单元10的位置。通过控制器40控制第二移动机构201，从而控制第二激光单元20的位置。第一移动机构101和第二移动机构201的具体结构可以是本领域技术人员所熟知的移动机构，可以采用电动驱动、液压驱动等等，具体在此不作限制。第一移动机构101和第二移动机构201只要能够满足对第一激光单元10和第二激光单元20的位置的控制即可。

在一个具体的实施方式中，如图5所示，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，包括直线型的载片装置60和真空单元70。载片装置60用于承载和/或移动待切割太阳能电池片1。载片装置60采用金属材料制成。采用的金属材料为导热性能良好的金属，例如钢铁、铝合金、铜等。在载片装置60的内部或下侧设置有若干个加热单元50。加热单元50用于对待切割太阳能电池片1进行加热。加热单元50首先将载片装置60加热，然后载片装置60再将热量传递至待切割太阳能电池片1。具体地，加热单元50为电阻丝加热棒。载片装置60上设有传送带61和若干个真空孔62。传送带61用于传送待切割太阳能电池片1。真空孔62与真空单元70连通。真空单元70将真空孔62内的气压抽至-5～-100KPa，从而使得待切割太阳能电池片1与传送带61之间或待切割太阳能电池片1与载片装置60之间形成负压，从而使得待切割太阳能电池片1被牢固地吸附在传送带61上。真空单元70的设置，增加了切割过程中的稳定性，使得切割更加精确。

优选地，真空单元70采用分工序分段控制。真空单元70包括第一真空单元和第二真空单元。即，在利用第一激光束制造初始凹槽11的工序中，第一真空单元采用高真空度抽气，使得在划槽工位的真空孔62内的真空值较大，将划槽工位的真空孔62内的气压抽至-30～-100KPa，以保证电池片吸附牢固，提高输送精度，避免传输过程中电池片发生打滑、偏移导致的划槽位置不准。在利用第二激光束进行热裂工序中，第二真空单元采用低真空度抽气，使得在热裂工位的真空孔62内的真空值较小，将热裂工位的真空孔62内的气压抽至-5～-30KPa，以避免真空值过大、吸附过牢导致的电池片难以开裂或虽能开裂但工艺窗口较小的问题。

在一个具体的实施方式中，如图6所示，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，包括可旋转式的载片装置60。载片装置60具有多个载片平台。可选地，载片装置60设置为十字型，载片平台的数量为4个，下侧设有旋转机构(图中未示出)。待切割太阳能电池片1放置于十字型的载片平台上，在载片平台内设有加热单元50。第一激光单元10和第二激光单元20分别设置在不同的载片平台上侧。切割时，首先通过加热单元50将置于载片平台上的待切割太阳能电池片1加热至预定温度；然后旋转机构带动载片装置60旋转，使得待切割太阳能电池片1移动至第一激光单元10下侧，通过控制第一移动机构101，从而控制第一激光单元10，实现对待切割太阳能电池片1两侧边缘处的初始凹槽11的烧蚀；再通过旋转机构带动载片装置60旋转，使得待切割太阳能电池片1移动至第二激光单元20下侧，启动第二激光单元20，照射于待切割太阳能电池片1一侧边缘处的初始凹槽11，然后通过控制器40控制第二移动机构201，从而控制第二激光单元20和冷却单元30的位置，实现对待切割太阳能电池片1的热裂切割。可选地，可旋转式的载片装置60也可以设置有真空单元和真空孔，以用于将待切割太阳能电池片1牢固地吸附在载片装置60上。当然地，载片装置60也可以采用限位件将待切割太阳能电池片1固定在载片装置60上，例如采用卡位限位、粘接固定等限位方式。

可选地，本实用新型提供了一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，第一激光单元10还可以采用振镜划槽的方式制造初始凹槽11。即，在第一激光单元10上设有激光振镜系统(图中未示出)，以用于控制第一激光束在平面内偏转扫描，从而实现划槽。具体应用时，将待切割太阳能电池片1固定放置在载片装置60上，然后通过激光振镜系统旋转或摆动的反射镜实现对待切割太阳能电池片1首部和尾部的初始凹槽11的划槽。激光振镜系统的具体结构，在此并不作限制，其可以是本领域技术人员所常用的振镜结构，例如，由光学扫描头，电子驱动放大器和光学反射镜片组成等，目的是为了实现对第一激光束的偏转控制即可。

以下通过应用实例，对本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置及热裂切割方法进行进一步介绍。

如图5所示，通过前端机构(图中未示出)将电池片1放在传送带61上，带负压的载片装置60通过真空孔62将电池片1和传送带61吸附住，传送带61带着电池片1在载片装置60上向前滑动，载片装置60内置加热棒，加热棒可给载片装置60均匀加热。

电池片1前端移动到第一激光单元10下方时，第一激光单元10开启，电池片1向前移动很短的距离，第一激光单元10关闭。这样，在电池片1的前端划下短凹槽11。

电池片1继续向前移动，到距离电池片1尾部一定距离时，第一激光单元10开启，电池片1继续向前移动，然后第一激光单元10关闭。这样，在电池片1尾部划下短凹槽11。

首尾划槽后的电池片1，继续向前运动，头部运动到第二激光单元20下方时，第二激光单元20开启，加热电池片1，第二激光单元20开启的同时，冷却单元30开启，向热裂位置(热斑线)喷射冷却介质。这样，会在热裂位置产生强大热应力，将电池片1沿头尾凹槽11的连线分开，待尾部通过时，第二激光单元20关闭，热裂完成。

在本实施例中，传送带61的运动速度为100～1000mm/s；载片装置60的加热温度选为30～150℃，并通过控制器40可闭环控制；第一激光单元10选用355nm、532nm、1064nm纳秒或皮秒脉冲激光，功率10～50W，聚焦后光斑在10-30um。第二激光单元20选用1050-1090nm连续模式光纤激光或900-950nm半导体激光，功率100-500W，聚焦光斑1-10mm。冷却介质选为常温或冷却过的水、空气、气雾或其他液态、气态介质，流量2～150ml/min。

本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，具有使用方便、成本低廉、切割快捷迅速的优点。

采用本实用新型提供的一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置对太阳能电池片进行切割，相对于采用激光划长槽、机械掰片的方式切割时，具有以下优点：

1、除太阳能电池片的首尾各切有短槽外，无需划长槽，基本不用去除材料，电池片利用率接近100％，提高了电池片的利用率；

2、除首尾短槽处，切割处无热影响区，提高电池片的发电效率；

3、无粉尘产生，环保；

4、切割处断面光滑，无毛刺，降低破片和隐裂几率，避免了机械式裂片导致的电池片抗弯强度降低；

5、热裂后，电池片自动沿热裂路径(热斑线)裂开，省掉机械掰片的机构和工序，减少了破片和隐裂，同时降低了成本；

6、头尾无崩边，裂片精度(实际断面边缘偏离预设断裂线的距离)在90um以下。

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 (10)

1.一种太阳能电池片的双激光热裂切割装置，其特征在于，包括：

载片装置，用于承载和/或移动待切割太阳能电池片；

第一激光单元，其用于发射第一激光束照射于所述待切割太阳能电池片的表面，以在所述待切割太阳能电池片的两侧边缘分别制造出初始凹槽，所述初始凹槽之间的连线形成预定的切割路径；

第二激光单元，其用于发射第二激光束照射于待切割太阳能电池片的表面，形成沿所述切割路径的热斑线，以用于进行热激光束分离；

冷却单元，被配置为提供冷却介质，位于所述第二激光束的后方，以用于在所述第二激光束之后冷却所述待切割太阳能电池片；

控制器，被配置为控制所述第一激光单元、第二激光单元和冷却单元；所述控制器用于控制所述第一激光单元在所述待切割太阳能电池片上产生初始凹槽，以及用于随后执行的所述热激光束分离，所述热激光束分离和施加冷却介质冷却所述待切割太阳能电池片同时进行作业。

2.根据权利要求1所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，还包括用于在第二激光单元发射第二激光束照射待切割太阳能电池片前将所述待切割太阳能电池片加热至预定温度T1的加热单元。

3.根据权利要求2所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述载片装置的材质采用金属材料；所述加热单元设置于所述载片装置内部或下侧。

4.根据权利要求1所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述第一激光单元包括至少一个激光发射头，以用于同时制造出至少一个初始凹槽；所述第二激光单元包括至少一个激光发射头，以用于同时形成至少一个热斑线并同时进行至少一个切割路径的热激光束分离。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，还包括第一移动机构和第二移动机构，所述第一移动机构与所述控制器电连接，以用于控制所述第一激光单元的位置，所述第二移动机构与所述控制器电连接，以用于控制所述第二激光单元的位置。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，还包括真空单元，所述载片装置设置有若干个真空孔，所述真空孔与所述真空单元连通；所述真空单元用于抽取所述真空孔内的气体，以将所述载片装置上方的物体吸附在所述载片装置上。

7.根据权利要求6所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述载片装置上设置有用于输送所述待切割太阳能电池片的传送带。

8.根据权利要求1或2所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述载片装置为直线形载片平台，以用于将所述待切割太阳能电池片沿直线方向输送。

9.根据权利要求1或2所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述载片装置为旋转式载片平台，以用于将所述待切割太阳能电池片旋转至不同的工序位置。

10.根据权利要求1或2所述的双激光热裂切割装置，其特征在于，所述第一激光单元采用纳秒或皮秒脉冲激光器，所述第二激光单元采用CW模式光纤激光器或半导体激光器。

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