專利名稱：一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種適用于單晶硅及多晶硅太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽能電池片小組件生產(chǎn)，用來分離太陽能晶體硅電池片的設(shè)備已從原來的機械砂輪切割設(shè)備，全面升級換代到使用激光設(shè)備來進行刻劃分離。目前的激光加工設(shè)備均采用單激光頭輸出，經(jīng)聚焦鏡聚焦到工件平臺，工件平臺裝載電池片進行二維運動的方式來實現(xiàn)加工目的。如果希望提高生產(chǎn)效率，一般通過提高工件平臺的運動速度，但提高工件平臺的運動速度對運動系統(tǒng)的品質(zhì)要求也相應(yīng)提高，同時對激光刻劃的精度也會有很大的影響。

實用新型內(nèi)容為解決因提高工件平臺運動速度帶來的不利影響，本實用新型提供一種雙頭或多頭分光輸出的太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，在不改變工件平臺的運動速度的條件下， 可雙倍或多倍提高生產(chǎn)效率。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，包括設(shè)備控制主機、激光發(fā)生器、外光路系統(tǒng)、聚焦鏡頭和工件運動平臺，設(shè)備控制主機控制激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束，該激光束經(jīng)外光路系統(tǒng)反射至聚焦鏡頭，聚焦鏡頭物鏡頭對著工件運動平臺的表面，設(shè)備控制主機控制工件運動平臺作二維運動，外光路系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有將單束激光均勻分為兩束或多束激光的光學(xué)分光裝置，對應(yīng)于這兩束或者多束激光，在外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有至少兩個聚焦鏡頭。進一步的，光學(xué)分光裝置包括激光擴束鏡、第一光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有第一聚焦鏡頭和第二聚所述第一光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡和第三反射鏡依次設(shè)置在上層擱板上，所述第一光束調(diào)整波片鏡接收經(jīng)所述激光擴束鏡輸出的激光束；所述第一光束調(diào)整波片鏡垂直放置在所述上層擱板上，所述第一激光分光鏡與所述第三反射鏡平行設(shè)置，且與所述上層隔板呈45°角；所述第一反射鏡和所述第二反射鏡平行設(shè)置在下層擱板上，且與所述下層擱板呈 45°角，所述第一反射鏡接收所述第一激光分光鏡分出的激光束；在所述下層擱板下方設(shè)置有與所述第二反射鏡對應(yīng)的第一聚焦鏡頭、與所述第三反射鏡對應(yīng)的第二聚焦鏡頭。進一步的，第一激光分光鏡的透過率為50%，反射率為50%。進一步的，所述光學(xué)分光裝置包括激光擴束鏡、第一光束調(diào)整波片鏡、第二光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡、第二激光分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡和第五反射鏡，外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有第一聚焦鏡頭、第二聚焦鏡頭和第三聚焦鏡頭；所述第一光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡、第二光束調(diào)整波片鏡、第二激光分光鏡和第三反射鏡依次設(shè)置在上層擱板上，所述第一光束調(diào)整波片鏡接收經(jīng)所述激光擴束鏡輸出的激光束；所述第一光束調(diào)整波片鏡、所述第二光束調(diào)整波片鏡垂直放置在所述上層擱板上，所述第一激光分光鏡、所述第二激光分光鏡和所述第三反射鏡相互平行設(shè)置，且與所述上層隔板呈45°角；所述第二反射鏡、所述第一反射鏡、所述第五反射鏡和所述第四反射鏡相互平行、 依次地設(shè)置在下層擱板上，且與所述下層擱板呈45°角，所述第一反射鏡接收所述第一激光分光鏡分出的激光束，所述第四反射鏡接收所述第二激光分光鏡分出的激光束；在所述下層擱板下方設(shè)置有與所述第二反射鏡對應(yīng)的第一聚焦鏡頭、與所述第三反射鏡對應(yīng)的第二聚焦鏡頭、以及與所述第五反射鏡對應(yīng)的第三聚焦鏡頭。進一步的，第一激光分光鏡的透過率為66. 7%，反射率為33. 3%，第二激光分光鏡的透過率為50%，反射率為50%。本實用新型的有益效果是本實用新型太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備在不改變原有的工件平臺的運動速度前提下，在激光輸出端，利用光學(xué)鏡片對單束激光進行分光，并對每一束激光進行單獨調(diào)節(jié)達到能量均勻，經(jīng)分別反射聚焦后即可實施加工，激光輸出頭采用雙頭或多頭輸出，在同一個工件裝載運動平臺上同時加工多個工件，可極大的提高單位時間內(nèi)的設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)量。

圖1為本實用新型太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為雙頭太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備光學(xué)分光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例1中太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備工作狀態(tài)的示意圖；圖4為多頭太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備光學(xué)分光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，各標號所代表的部件列表如下1工件運動平臺，2外光路系統(tǒng)，3激光發(fā)生器，4控制主機，11裝載平臺，12工件X軸運動臺，13工件Y軸運動臺，21激光擴束鏡，22第一光束調(diào)整波片鏡，23、23’第一激光分光鏡，24第三反射鏡，25第二反射鏡J6第一反射鏡，27第一聚焦鏡頭，28第二聚焦鏡頭，31第二光束調(diào)整波片鏡，32第二激光分光鏡，33第五反射鏡，34第四反射鏡， 35第三聚焦鏡頭，51第一片太陽能電池，52第二片太陽能電池。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示，一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，包括工件運動平臺1、外光路系統(tǒng)2、激光發(fā)生器3、設(shè)備控制主機4和聚焦鏡頭，設(shè)備控制主機4控制激光發(fā)生器3產(chǎn)生激光束，輸入到外光路系統(tǒng)2，外光路系統(tǒng)2內(nèi)設(shè)置有光學(xué)分光裝置，單束激光束通過光學(xué)分光裝置被均勻的分成雙束或多束激光束，雙束或者多束激光束經(jīng)兩個或多個聚焦鏡頭聚焦后輸出至工件運動平臺1表面，控制主機1同時操縱工件運動平臺1作二維運動，實現(xiàn)對工件運動平臺1上裝載的材料進行加工。本實用新型太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備通過采用50%分光比例的光學(xué)分光鏡片，可實現(xiàn)雙頭激光輸出；采用相應(yīng)分光比例的光學(xué)分光鏡片，可實現(xiàn)多頭激光輸出。實施例1如圖2所示，本實用新型雙頭太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，外光路系統(tǒng)2包括外光路盒體和光學(xué)分光裝置，光學(xué)分光裝置包括激光擴束鏡21、第一光束調(diào)整波片鏡22、 第一激光分光鏡23、第一反射鏡沈、第二反射鏡25和第三反射鏡對，外光路盒體下方設(shè)置有第一聚焦鏡頭27和第二聚焦鏡頭觀，外光路盒體內(nèi)部設(shè)有上、下兩層平行擱板，外光路盒體一側(cè)上部設(shè)有激光擴束鏡21，該激光擴束鏡21與激光發(fā)生器3的輸出端連接，分光盒上層擱板沿激光光學(xué)軸線上依次設(shè)有垂直放置的光束調(diào)整波片鏡22、呈45°角放置的激光分光鏡23、呈45°角放置的第三反射鏡M，下層擱板上與激光分光鏡23對應(yīng)位置設(shè)有呈 45°角放置的第一反射鏡沈，在第一反射鏡沈反射光沿線上設(shè)有呈45°角放置的第二反射鏡25，外光路盒體的擱板和底板上分別設(shè)有激光通孔，外光路盒體底板的激光通孔分別與兩個聚焦鏡頭連接。由激光發(fā)生器3產(chǎn)生的單束激光經(jīng)第一激光擴束鏡21進行光學(xué)整形，通過第一光束調(diào)整波片鏡22后，輸入第一激光分光鏡23中，第一激光分光鏡23的透過率為50%，反射率為50%，第一激光分光鏡23將單束激光分成相互垂直的兩束激光，并可以通過調(diào)節(jié)第一光束調(diào)整波片鏡22對兩束激光的能量進行調(diào)整；第一束激光由第一激光分光鏡23垂直反射至第一反射鏡沈后，被第二反射鏡25 垂直反射，最后經(jīng)第一聚焦鏡頭27聚焦后輸出；第二束激光透過第一激光分光鏡23后到達第三反射鏡對，被第三反射鏡M垂直反射后經(jīng)第二聚焦鏡頭觀聚焦后輸出，從而實現(xiàn)將單束激光均勻分為兩束激光輸出。如圖3所示，由光學(xué)分光系統(tǒng)4下方的第一聚焦鏡頭27和第二聚焦鏡頭觀輸出的兩束激光，分別聚焦于裝載在工件裝載平臺11上的第一片太陽能電池和第二片太陽能電池表面。同時由工件X軸運動臺12和工件Y軸運動臺13帶動的工件裝載平臺11在X 方向和Y方向上作二維運動，由此實現(xiàn)在單臺設(shè)備上同時進行雙頭激光對太陽能電池片加工。實施例2如圖4所示，實施例2與實施例1的區(qū)別在于本實用新型多頭太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，其光學(xué)分光裝置是將實施例1的第一激光分光鏡23替換為透過率為66. 7%， 反射率為33. 3%的第一激光分光鏡23’，在第一激光分光鏡23’和第三反射鏡M之間增設(shè)一個第二光束調(diào)整波片鏡31和一個第二激光分光鏡32，在外光路盒體下層擱板與第二激光分光鏡32相對應(yīng)的位置增設(shè)一個第四反射鏡34和第五反射鏡33，第二激光分光鏡32、 第四反射鏡34和第五反射鏡33均呈45°角放置。由激光器3產(chǎn)生的單束激光經(jīng)激光擴束鏡21進行光學(xué)整形，通過第一光束調(diào)整波片鏡22后，輸入第一激光分光鏡23’，由第一激光分光鏡23’將單束激光分成相互垂直的兩束激光，并可以通過調(diào)節(jié)第一光束調(diào)整波片鏡22對兩束激光的能量進行調(diào)整。[0033]第一束激光由第一激光分光鏡23’垂直反射至第一反射鏡沈后，被第二反射鏡25 垂直反射，最后經(jīng)第一聚焦鏡頭27聚焦后輸出；第二束激光透過第一激光分光鏡23’后繼續(xù)通過第二光束調(diào)整波片鏡31，輸入到第二激光分光鏡32，第二激光分光鏡32的透過率均為50%，反射率為50%，由第二激光分光鏡32將此束激光分成相互垂直的兩束激光，并可以通過調(diào)節(jié)第二光束調(diào)整波片鏡31對兩束激光的能量進行調(diào)整，該兩束激光其中的一束由第二激光分光鏡32垂直反射至第四反射鏡34后，被第四反射鏡34垂直反射后經(jīng)第五反射鏡36垂直反射，經(jīng)第三聚焦鏡頭35聚焦后輸出，最后一束激光到達第三反射鏡對，被第三反射鏡M垂直反射后經(jīng)第二聚焦鏡頭觀聚焦后輸出，最終實現(xiàn)將單束激光均勻分為3束激光輸出。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，包括設(shè)備控制主機、激光發(fā)生器、外光路系統(tǒng)、聚焦鏡頭和工件運動平臺，所述設(shè)備控制主機控制激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束，該激光束經(jīng)外光路系統(tǒng)反射至聚焦鏡頭，經(jīng)聚焦鏡頭聚焦后射到工件運動平臺的表面，所述設(shè)備控制主機控制工件運動平臺作二維運動，其特征在于所述外光路系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有將單束激光均勻分為兩束或多束激光的光學(xué)分光裝置，對應(yīng)于這兩束或者多束激光，在外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有至少兩個聚焦鏡頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，其特征在于所述光學(xué)分光裝置包括激光擴束鏡、第一光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，所述外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有第一聚焦鏡頭和第二聚焦鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，其特征在于所述第一激光分光鏡的透過率為50%，反射率為50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，其特征在于所述光學(xué)分光裝置包括激光擴束鏡、第一光束調(diào)整波片鏡、第二光束調(diào)整波片鏡、第一激光分光鏡、第二激光分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡和第五反射鏡， 所述外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有第一聚焦鏡頭、第二聚焦鏡頭和第三聚焦鏡頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，其特征在于所述第一激光分光鏡的透過率為66. 7%，反射率為33. 3%，所述第二激光分光鏡的透過率為50%，反射率為50%。
專利摘要本實用新型提供了一種太陽能晶體硅電池激光劃片設(shè)備，包括設(shè)備控制主機、激光發(fā)生器、外光路系統(tǒng)、聚焦鏡頭和工件運動平臺，設(shè)備控制主機控制激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束，該激光束經(jīng)外光路系統(tǒng)反射至聚焦鏡頭，聚焦鏡頭物鏡頭對著工件運動平臺的表面，設(shè)備控制主機控制工件運動平臺作二維運動，外光路系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有將單束激光均勻分為兩束或多束激光的光學(xué)分光裝置，對應(yīng)于這兩束或者多束激光，在外光路系統(tǒng)下方設(shè)置有至少兩個聚焦鏡頭。本實用新型太陽能晶體硅電池激光劃片加工設(shè)備可實現(xiàn)對雙片或多片太陽能晶體硅電池同時加工，提供工作效率。
文檔編號B23K26/36GK201997852SQ20102059785
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者周慧, 羅新紅, 胡榮 申請人:武漢高盛光電科技有限公司