CN214176055U - 一种光伏电池片的无损切割装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光伏电池片的无损切割装置，其能解决现有激光无损切割采用光斑能量不均匀的单模连续光纤激光器而导致的电池片加热一致性不稳定的问题。其包括工作平台、半导体激光器和光学透镜组，半导体激光器的输出端与光纤一端耦合连接、光纤的另一端连接于光学透镜组的入射端，光学透镜组包括自入射端至出射端依次同心设置的准直透镜、聚焦透镜，工作平台用于承载待切割光伏电池片，半导体激光器发射的激光由光纤耦合输出后经光学透镜组的准直透镜、聚焦透镜依次准直、聚焦后在工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏技术领域，具体为一种光伏电池片的无损切割装置。
背景技术
在太阳能光伏行业，电池片切割主要是采用激光切割的方式。传统的激光切割是将一束脉冲激光经过准直聚焦透镜后聚焦在电池片表面钝化层介质膜上，其聚焦光斑直径<30μm，利用激光与电池片的相互作用，使激光照射处受热熔融或气化，从而实现对光伏电池片的熔融切割；这种传统的熔融切割的方式会使得电池片在受激光照射处产生较多的残余应力，因而具有较高的隐裂风险。
为了解决光伏电池片传统熔融切割存在的上述问题，本领域出现了无损裂片切割方式，其是通过一束连续激光对电池片的切割线进行扫描加热，由此在电池片上产生一定的温度梯度来使得电池片裂开，形成无损切割。
目前本领域内无损裂片中对电池片进行扫描加热的方式多是通过一束单模连续光纤激光器，让照射在工作面上的激光光斑沿着电池片的切割线进行扫描加热；由于单模连续光纤激光器的激光光斑能量分布属于高斯分布，即激光光斑能量分布图为高斯曲线，也就是说单模连续光纤的激光光斑中心能量高、边缘能量低，故采用单模连接光纤激光器对电池片进行加热时中心能量会明显的高于边缘能量，这就导致处于激光光斑中心位置处的电池片表面及内部会有被损伤的可能；因此在实际应用中时，为了保证既能够在加热时对电池片形成足够的温度梯度，又能够不损伤电池片的表面及内部，往往需要对单模连续光纤激光器射出的激光束进行整形，以将其调整形成光斑中心能量与边缘能量接近相同、加热一致性好的平顶光束，但是采用光速整形的方式会造成设备体积大、成本高的问题，同时也会造成激光光束不稳定的问题从而影响电池片切割质量。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种光伏电池片的无损切割装置，其能解决现有激光无损切割采用光斑能量不均匀的单模连续光纤激光器而导致的电池片加热一致性不稳定的问题。
其技术方案为，一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：其包括工作平台、半导体激光器和光学透镜组，所述半导体激光器的输出端与光纤一端耦合连接、光纤的另一端连接于光学透镜组的入射端，所述光学透镜组包括自入射端至出射端依次同心设置的准直透镜、聚焦透镜，所述工作平台用于承载待切割光伏电池片，所述半导体激光器发射的激光由光纤耦合输出后经光学透镜组的准直透镜、聚焦透镜依次准直、聚焦后在工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑。
进一步的，所述半导体激光器的波长范围为800nm～2000nm。
进一步的，所述激光光斑的直径为0.5mm～2mm。
进一步的，所述光纤与半导体激光器的输出端之间的采用D80光纤连接头或SMA905光纤连接头耦合连接。
本实用新型的有益效果在于：其采用了自身百瓦级半导体激光器、通过光纤耦合的方式输出、再经过准直透镜、聚焦透镜后照射到工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑，由于半导体激光器的本身具有光斑能量分布均匀的优点，因而其能直接提供平顶光束，一方面既能够在加热时对电池片形成足够的温度梯度，又不会对电池片的表面及内部造成损伤，确保光伏电池片的切割质量；另一方面也不再需要进行光束整形，因而能够减小设备体积、降低设备成本。
附图说明
图1为本实用新型一种光伏电池片的无损切割装置结构示意图。
附图标记：10-半导体激光器，20-光学透镜组，21-准直透镜，22-聚焦透镜，30-光纤， 40-待切割光伏电池片。
具体实施方式
见图1，本实用新型一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：其包括工作平台、半导体激光器10和光学透镜组20，半导体激光器10的输出端与光纤30一端耦合连接、光纤30的另一端连接于光学透镜组20的入射端，光学透镜组20包括自入射端至出射端依次同心设置的准直透镜21、聚焦透镜22，工作平台用于承载待切割光伏电池片40，半导体激光器10发射的激光由光纤耦合输出后经光学透镜组20的准直透镜21、聚焦透镜22依次准直、聚焦后在工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑。
本实用新型装置的光学透镜组20中的准直透镜21用于减小发散角并对激光光束进行准直；聚焦透镜22对激光光束进行会聚作用。
本实用新型装置中的半导体激光器的波长范围为800nm～2000nm；优选的，本实用新型装置中的半导体激光器的波长为976nm或半导体激光器的波长为915nm；激光光斑的直径为 0.5mm～2mm。
采用本实用新型装置，半导体激光器10通过光纤耦合的方式输出，依次经过准直透镜 21准直、聚焦透镜22聚焦后照射至工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑，控制本实用新型装置沿着光伏电池片上预设的切割线扫描，激光光斑对电池片进行加热从而实现无损裂片切割。
光纤与半导体激光器的输出端之间的采用D80光纤连接头或SMA905光纤连接头耦合连接，D80光纤连接头、SMA905光纤连接头都具有体积小、重量轻的优点，故能进一步提高装置的小型化、便携性。
本实用新型装置中采用了百瓦级半导体激光器，半导体激光器的电光转换效率可以达到 50％以上，较光纤激光器30％～35％的电光转换效率更高，因而具有更优秀的能耗表面；另外，现有采用的单模连续光纤激光器都需要通过半导体激光器作为泵浦源，故本实用新型中直接采用半导体激光器较以往采用单模连续激光器具有装置体积小、便携性更好的优点。
以上对本实用新型的具体实施进行了详细说明，但内容仅为本实用新型创造的较佳实施方案，不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：其包括工作平台、半导体激光器和光学透镜组，所述半导体激光器的输出端与光纤一端耦合连接、光纤的另一端连接于光学透镜组的入射端，所述光学透镜组包括自入射端至出射端依次同心设置的准直透镜、聚焦透镜，所述工作平台用于承载待切割光伏电池片，所述半导体激光器发射的激光由光纤耦合输出后经光学透镜组的准直透镜、聚焦透镜依次准直、聚焦后在工作平台上的待切割光伏电池片上形成激光光斑。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：所述半导体激光器的波长范围为800nm～2000nm。
3.根据权利要求1所述的一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：所述激光光斑的直径为0.5mm～2mm。
4.根据权利要求1所述的一种光伏电池片的无损切割装置，其特征在于：所述光纤与半导体激光器的输出端之间的采用D80光纤连接头或SMA905光纤连接头耦合连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120031312.4U CN214176055U (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种光伏电池片的无损切割装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120031312.4U CN214176055U (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种光伏电池片的无损切割装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214176055U true CN214176055U (zh) | 2021-09-10 |
Family
ID=77591437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120031312.4U Active CN214176055U (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种光伏电池片的无损切割装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214176055U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116267878A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-23 | 长春理工大学 | 一种便携式激光驱鸟装置 |
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2021
- 2021-01-07 CN CN202120031312.4U patent/CN214176055U/zh active Active
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| CN116267878A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-23 | 长春理工大学 | 一种便携式激光驱鸟装置 |
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