Zdroj: spectra-physics.com
Schopnosť čisto písať tvrdé alebo krehké materiály
Bezkontaktný proces s nízkymi nákladmi na prevádzku
Znížené odlupovanie, mikrotrhliny a delaminácia
Úzke šírky rezu umožňujú viac dielov na oblátku
Širšia tolerancia procesov znamená robustnejšiu a spoľahlivejšiu výrobu za nižšie náklady
Solárne PV PERC laserové gravírovanie
Existuje niekoľko kľúčových krokov pre výrobu solárnych článkov PERC. Najskôr je zadná strana článku potiahnutá špeciálnou dielektrickou vrstvou, zvyčajne SiO2Al2O3, SiNx alebo nejaká ich kombinácia. Dielektrický povlak, ako je aplikovaný, je spojitý, a preto je potrebné v nasledujúcom kroku procesu pre ohmický kontakt vytvoriť otvory. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je použiť laser na abláciu dielektrického filmu a vystavenie silikónu pod ním v požadovanom vzore - zvyčajne úzkych lineárnych pruhoch. Na vrch dielektrickej vrstvy sa potom nanáša metalizácia hliníka. Na tento povrch sa sieťotlačí hliníková pasta a následným tepelným žíhaním sa zliatina hliníka s laserom exponovaným kremíkom vytvorí dobrý ohmický kontakt.
Aj keď geometrie písaného písma PERC sú trochu rozdielne, 6 ”bunka bude mať typicky medzi 75 a 300 laserovými linkami, ktoré sú ~ 155 mm dlhé, 30-80 um široké a rovnomerne rozmiestnené o 0,5-2 mm. V prípade oddeľovania línií 1 mm je celková dĺžka pisárov PERC na jednej doštičke približne 25 metrov. Cieľová rýchlosť spracovania požadovaná priemyslom môže byť až 3 600 WPH (oblátky za hodinu), čo sa rovná požadovanej rýchlosti rypovania 25 m / s. Takéto rýchlosti môžu dosiahnuť rýchle 2-osé galvo skenery, ako aj rotujúce polygónové skenery.
LED písanie
Laserové gravírovacie LED doštičky sú výzvou, pretože materiál je cez priehľadnú časť elektromagnetického spektra relatívne priehľadný. GaN je priehľadný pod 365 nm a zafír je polopriehľadný nad 177 nm. Preto sú trojnásobne (355 nm) a štvornásobne (266 nm) laserové diódy s prepínaním Q (DPSS) s prepínaním Q najlepšou voľbou pre LED rypanie. Zatiaľ čo v tomto rozsahu vlnových dĺžok sú k dispozícii aj excimerové lasery, DPSS lasery majú oveľa menšiu stopu a môžu dosiahnuť oveľa užšie šírky rezu a vyžadovať oveľa menšiu údržbu.
Znížením mikrotrhlín a šírenia trhlín umožňuje laserové gravírovanie oveľa lepšie rozmiestnenie LED zariadení, čo zlepšuje výťažnosť aj výkon. Pretože na jednej 2-palcovej doštičke môže byť zvyčajne viac ako 20 000 samostatných zariadení LED, šírka rezu kriticky ovplyvňuje výťažok. Ukázalo sa tiež, že znižovanie mikrotrhlín počas procesu separácie matríc zlepšuje dlhodobú spoľahlivosť zariadení LED. Výťažok je vylepšený laserovým popisom znížením rozbitia oblátky. Rýchlosť procesu laserového písania a lámania je tiež oveľa rýchlejšia ako pri tradičnom mechanickom rezaní. Širšia procesná tolerancia laserov a eliminácia opotrebenia a zlomenia čepele sa prejavia robustnejším, vysoko spoľahlivým výrobným procesom pri nižších nákladoch.
Silikónové tenkovrstvové solárne články
Pri výrobe tenkovrstvových zariadení a-Si sa osvedčili lasery pracujúce v pevnom skupenstve s diódami (DPSS). Lasery s prepínaním Q sa používajú pre tri základné procesy písacieho procesu - známe ako písacie stroje P1, P2 a P3 -, ktoré oddeľujú veľké planárne zariadenie do radu sériovo prepojených fotovoltaických článkov. Procesy rypovania zahŕňajú odstránenie rôznych tenkých vrstiev (typicky 0,2 - 3,0 μm) materiálov s minimálnym vedľajším poškodením skleneného substrátu alebo iných filmov.
Pri písaní P1 sa zo skleneného substrátu odstráni tenký film z materiálu TCO (transparentný vodivý oxid), ktorý je zvyčajne tvorený SnO2 a obvykle sa ho dosahuje pomocou laserov s prepínaním Q 1064 nm. Tento proces vyžaduje relatívne vysoké laserové fluencie vďaka optickej priehľadnosti a mechanickej tvrdosti TCO filmu. S technológiou Spectra-Physics HIPPO ™ 1064-27 sa dosahujú ryhy P1 široké 50 μm pri špičkových rýchlostiach. Krátka šírka impulzu lasera a mimoriadna energetická stabilita impulz-impulz umožňujú spracovanie pri 200 kHz PRF (frekvencia opakovania impulzov), čo znamená rýchlosť písania 8 m / s.
Pisáre P2 a P3 typicky používajú 532 nm lasery, predovšetkým preto, že svetlo je silne absorbované vrstvou kremíka solárneho absorbéra. Pisár P2 odstraňuje iba vrstvu kremíka, zatiaľ čo pisár P3 odstraňuje aj ďalšie kovové / TCO fólie so spätným kontaktom. Krátka šírka impulzu je nevyhnutná na dosiahnutie najefektívnejších výsledkov písania. V kombinácii s vynikajúcou stabilitou energie impulzu pri vysokej hodnote PRF sa dosahuje rýchlosť písania 12 m / s pomocou laserového systému Spectra-Physics HIPPO 532-15 pracujúceho pri 160 kHz PRF.
Lasery na písanie
Poznámky k aplikácii
LED písanie
Amorfný silikónový tenkovrstvový solárny článok
Keramické písanie
Keramické materiály sa vo veľkej miere používajú v mikroelektronickom, polovodičovom a LED osvetľovacom priemysle pre svoje elektricky izolačné a tepelne vodivé vlastnosti, ako aj pre svoje schopnosti vysokej teploty. Vďaka ich lámavosti je laserové spracovanie atraktívne v porovnaní s konvenčným obrábaním, najmä na výrobu čoraz menších a zložitých funkcií požadovaných pre pokročilé mikroelektronické obaly. Pozri Keramické písanie pomocou aplikácie Talon®Pulzné UV a zelené lasery pre ďalšie informácie.
Silikónová oblátka
Aby sme ukázali výhodu schopnosti rozdelenia impulzov technológie TimeShift, vygenerovali sme laserové popisovače rovnakou rýchlosťou písania a PRF pre rôzne úrovne fluencie. Boli zhromaždené dva súbory údajov; jeden s impulzným výstupom jediného impulzu 25 ns a jeden s výbojom piatich 5 ns subpulzov oddelených 10 ns. Údaje o hĺbke vpísania ukazujú jasnú výhodu použitia mikroobrábania s pulzným štiepaním pri jedno obrábaní. Pozoroval sa nárast hĺbky ablácie medzi 52% a 77% v závislosti od úrovne fluencie. Pozorovali sme tiež zlepšenie kvality písania rozdeleným impulzom. Viď Rezanie skla a Silikónové písanieExcel s Quasarom®Technológia TimeShift ™ pre ďalšie informácie.