在薄膜太陽能組件中，激光蝕刻是一種重要工具，尤其是高性能、超短脈沖激光器，能提供持續(xù)時間僅為數(shù)秒鐘的超短脈沖，不僅有助于廠商增加產(chǎn)量，而且可優(yōu)化加工工藝。

作為一種可再生能源，光伏能源在解決能源問題上具有舉足輕重的地位?？萍歼M步是實現(xiàn)電力平價消費的重要前提，比如通過技術進步，使光伏發(fā)電成本降至接近傳統(tǒng)能源的成本。

晶體硅太陽電池是目前光伏市場的主導產(chǎn)品，轉換效率達到20%以上。激光蝕刻技術主要應用于晶片切割和邊緣絕緣。

采用激光輔助摻雜(doping)工藝，防止了電池的前后短路引起的電源損耗。激光刻蝕技術越來越廣泛地應用于激光輔助摻雜技術，以提高載體的遷移率，特別是電極接觸。近幾年來，薄膜太陽能電池得到了長足的發(fā)展，行業(yè)專家們期望其未來能在光伏市場上占有20%左右的份額。

由于薄膜太陽電池中使用的薄膜膜厚度僅為幾微米，可節(jié)約大量材料。制備薄膜太陽電池，激光起到了舉足輕重的作用。激光將電池構造成整體，并與模組相連，然后對各模組進行腐蝕，以保證所要求的絕緣性能。

成熟的激光刻線技術

在大面積玻璃襯底上沉積導電薄膜和光電薄膜，以產(chǎn)生非晶硅或鎘(Cdte)薄膜太陽電池組件。在每一層薄膜上沉積后，用激光刻蝕薄膜，使電池自動串聯(lián)。通過這種方式，可以根據(jù)電池的寬度設定電池和模塊的電流。精密選擇性非接觸激光加工技術能夠可靠地集成在薄膜太陽能組件生產(chǎn)線上。一般人所說的刻線就是一次激光脈沖刻蝕的連續(xù)過程。在脈沖聚焦后，可獲得30~80微米的光斑。所以，在P1層上，玻璃基底應該用脈沖光(10~80ns)寬度來對其進行刻蝕。

透明度導電氧化物(TCO，如Zno和Sno2)通常采用近紅外1064nm的光纖激光刻蝕技術，且脈沖的重復頻率較高。脈動重復頻率一般在100kHz以上。脈搏重復頻率高，可確保切口完全清潔。

具體加工工藝應根據(jù)材料對激光的吸收率，選擇合適的激光波長。綠光激光刻蝕機對硅片的破壞閾值較低，綠光激光能安全地通過膜，并對吸收層進行刻線。P2、P3的刻線機制與P1層相同。

激光單脈沖刻線機制自身的特性限制了脈沖的重復頻率。在加工過程中，為了防止接觸表面半導體層的脫落，需要重復使用35~45kHz的脈沖。一般的腐蝕閾值是2J/cm2左右，即25μJ的激光能量可以集中到直徑40微米的區(qū)域，并且平均功率很小。綠光激光刻蝕機的平均功率為數(shù)瓦，可實現(xiàn)多束并行加工，進一步提高了加工效率。

P1.P2和P3在微細加工中使用刻線。具有體積小、體積小、輸出波長為1064nm、532nm的二極管泵浦激光器無疑是非常好的選擇。該激光器具有8~40ns的脈沖寬度和1~100kHz的重復頻率。

光面刻蝕保護技術

為了避免太陽能電池模組被腐蝕或短路，必須在其邊緣留出大約1cm寬的邊沿，以便隨后將整個電池模組封裝?，F(xiàn)在用噴砂來清理邊緣。盡管投入較低，噴砂工藝也存在著一定的磨損。清理砂子，防止粉塵污染的費用。膜式太陽電池組件需要清洗。成本低、性價比高的解決方案及激光腐蝕處理方案無疑是最佳選擇。增大平均功率可得到較好的加工質量。激光刻蝕處理可以達到50cm2/s的去除速度，甚至可以在30s以內完成標準尺寸的太陽能電池組件。

實際上，所有的邊緣膜層都能被相同的脈沖去除，其去除率的提高與激光的平均功率密切相關。這種激光器的平均功率大，脈沖能量大，可以一次清除特定區(qū)域。這種處理方法最適合光纖傳輸激光系統(tǒng)，它的輸出方型或矩形光斑。在光纖傳后，激光的能量分布更均勻，從而達到高度一致的去除效果。采用平行組合光斑，可使加工效率比傳統(tǒng)光纖提高50%以上，在保證加工安全性的前提下降低脈沖重復頻率。另外，可以將其與掃描振鏡相結合，減少非生產(chǎn)周期。激光還應提供相應的分時輸出選擇，以減少非生產(chǎn)時間。另外，不同工位可共享同一臺激光刻蝕機的加工計劃，使得產(chǎn)品的裝卸時間不會影響激光刻蝕機的生產(chǎn)效率。