專利名稱：一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用激光制造太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，以及該制造方法，屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著硅太陽能電池技術(shù)的不斷發(fā)展，業(yè)界對硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率和硅太陽能電池的制作成本等提出了更高的要求。一般硅太陽能電池的制作主要包含以下幾個步驟，I.去除損傷層；2.表面絨面化；3.發(fā)射區(qū)擴(kuò)散；4.邊緣結(jié)刻蝕；5. PE⑶V沉積SiN ;6.絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料；
7.共燒形成金屬接觸；8.電池片測試。其中絲網(wǎng)印刷正背面的電極漿料直接影響太陽能 電池的轉(zhuǎn)化效率，目前經(jīng)常使用的絲網(wǎng)印刷網(wǎng)板由聚酯絲或不銹鋼絲交叉編織緊繃在金屬框架上而成，這種網(wǎng)板，印刷出來的柵線寬度與高度不均勻，這樣影響太陽能電池產(chǎn)生的自由電子通行效率，從而降低太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率；另外在該種網(wǎng)板使用壽命較短，影響加工成本。因此，對如何改良印刷技術(shù)，來提高轉(zhuǎn)化效率和降低成本，提出了新的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能夠有效提高太陽能電池網(wǎng)板使用壽命并提高太陽能電池電極印刷質(zhì)量的網(wǎng)板制造裝置及其方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，所述裝置包含有激光器，所述激光器發(fā)出的激光經(jīng)光閘和擴(kuò)束鏡后，入射到激光反射鏡的表面，經(jīng)激光反射鏡的反射后依次經(jīng)半波片、格蘭棱鏡和旋轉(zhuǎn)模組后入射到另一激光反射鏡的表面，并經(jīng)該激光反射鏡反射后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)，射出振鏡系統(tǒng)的激光經(jīng)聚焦鏡聚焦后正對位于平臺上的待加工件。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，所述激光器為高頻脈沖激光器。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，所述平臺上方設(shè)置有CXD對位觀察系統(tǒng)。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，所述平臺上方一側(cè)設(shè)置有吹氣系統(tǒng)，另一側(cè)設(shè)置有集塵系統(tǒng)。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，所述激光器和振鏡系統(tǒng)通過通訊系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，激光器射出的激光為頻率在IOKHz及以上的脈沖激光，且波長為196nnTl064nm，脈寬作用時間為Ifs lms。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法所述方法包含有以下步驟
步驟I，對不銹鋼片進(jìn)行熱處理；步驟2，將不銹鋼片固定在金屬框架上；
步驟3，利用權(quán)利要求I中所述的一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置對不銹鋼片進(jìn)行打圓孔操作，將作為待加工件的不銹鋼片固定在平臺上，激光器發(fā)出的激光經(jīng)過光閘，經(jīng)擴(kuò)束鏡準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入半波片和格蘭棱鏡組成的衰減模組調(diào)整功率大小，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模組調(diào)整打孔光斑的大小，調(diào)整后的激光經(jīng)反射鏡進(jìn)入振鏡系統(tǒng)，最后出射的激光經(jīng)聚焦鏡聚焦后在不銹鋼片上打出圓孔。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法所述步驟I中，熱處理時溫度為860°C，時間為2 3分鐘，處理后空冷即可。本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法所述步驟2中的金屬框架由外框和四根相互分離的內(nèi)固定框構(gòu)成，四根內(nèi)固定框分別通過螺絲固定在不銹鋼片的四個邊上，四根內(nèi)固定框與外框之間通過拉伸裝置相連，通過該拉伸裝置將不銹鋼片向四 周均勻拉伸，使其具有一定的張力；所述拉伸裝置包含有螺栓、螺母和彈簧，所述內(nèi)固定框通過螺栓和螺母與外框相連，所述彈簧套裝與螺栓上，且彈簧位于內(nèi)固定框和外框之間。本發(fā)明一種激光制作娃太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法所述一種激光制作娃太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置的平臺上方設(shè)置有CCD對位觀察系統(tǒng)，所述平臺上方一側(cè)設(shè)置有吹氣系統(tǒng)，另一側(cè)設(shè)置有集塵系統(tǒng)，在進(jìn)行步驟3的同時，吹氣系統(tǒng)在一側(cè)吹氣，將加工過程中的殘渣吹入集塵系統(tǒng)內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
采用不銹鋼片作為網(wǎng)板基材，采用激光加工網(wǎng)孔，相對于傳統(tǒng)絲網(wǎng)網(wǎng)板；首先，不銹鋼板經(jīng)過拉伸后可以得到很高的平面度，通過激光加工，可以穩(wěn)定的得出均勻大小，等間距密排列的小圓孔1)均勻的圓孔在銀漿油墨通過時，可以是油墨均勻的攤布在電池表面，在較高的重疊率，可以得出均勻?qū)挾鹊募?xì)銀線；同時在同等面積下，圓孔的周長傳統(tǒng)網(wǎng)板較方形孔更小，向四周攤布面積更小，有效的減少了銀漿材料的消耗。2)，可以使印刷時線寬更細(xì)，減少漿料在硅太陽能板上得覆蓋面積，提高電池的受光面積，增加轉(zhuǎn)化效率；3)可以使柵線寬細(xì)，高度均勻，在較高的印刷高度下，太陽能電池產(chǎn)生的自由電子可以高效率通行，從而增加太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率；其次，采用激光工藝在不銹鋼上加工圓孔，制作網(wǎng)板工藝簡單，耗材少，同時制作出來的網(wǎng)板耐磨性好，壽命長，有效的減少了電池制作的耗材成本。同時，采用高頻脈沖紫外激光器作為光源，通過高精度振鏡系統(tǒng)對不銹鋼片進(jìn)行加工，具有高精度，高效率的特點；通過特殊設(shè)計的金屬框架對不銹鋼片進(jìn)行拉伸，保證其加工時的平面度和印刷時的平面度；采用特殊處理的不銹鋼片保證其在激光加工時不變形。


圖I為本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法中所用金屬框架的機構(gòu)示意圖。圖3為圖2的I放大圖。其中激光器I、光閘2、擴(kuò)束鏡3、激光反射鏡4、半波片5、格蘭棱鏡6、旋轉(zhuǎn)模組7、振鏡系統(tǒng)
8、聚焦鏡9、(XD對位觀察系統(tǒng)10、吹氣系統(tǒng)11、集塵系統(tǒng)12、平臺13、控制系統(tǒng)14、通訊系統(tǒng)15、待加工件16 ；
螺絲21、拉伸裝置22、不銹鋼片23、內(nèi)固定框24、外框25 ；
螺栓2201、螺母2202、彈簧2203。
具體實施例方式參見圖f 3，本發(fā)明涉及的一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置及其方法，所述裝置包含有激光器I (具體的，該激光器I是重復(fù)頻率在IOKHz及以上的脈沖激光器，其發(fā)出的激光的波長為196nnTl064nm，脈寬作用時間為lfs lms)，所述激光器I發(fā)出的高頻脈沖激光經(jīng)光閘2和擴(kuò)束鏡3后，入射到激光反射鏡4的表面，經(jīng)激光反射鏡4的反射后依次經(jīng)半波片5、格蘭棱鏡6和旋轉(zhuǎn)模組7 (TREPANNING HEAD)后入射到另一激光反射鏡4的表面，并經(jīng)該激光反射鏡4反射后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)8，射出振鏡系統(tǒng)8的激光經(jīng)聚焦鏡9聚焦后正對位于平臺13上的待加工件16，所述平臺13上方設(shè)置有CXD對位觀察系統(tǒng)10，且所述平臺13上方一側(cè)設(shè)置有吹氣系統(tǒng)11，另一側(cè)設(shè)置有集塵系統(tǒng)12，所述激光器I和振鏡系統(tǒng)8通過通訊系統(tǒng)15與控制系統(tǒng)14相連；
本發(fā)明中一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法為以下步驟
步驟1，對不銹鋼片23進(jìn)行熱處理，熱處理時溫度為860°C，時間為2 3分鐘，處理后在空氣中冷卻至室溫即可，經(jīng)過熱受理后的不銹鋼片23能夠在高能激光加工時不變形；步驟2，將不銹鋼片23固定在金屬框架上，所述金屬框架由外框25和四根相互分離的內(nèi)固定框24構(gòu)成，四根內(nèi)固定框24分別通過螺絲21固定在不銹鋼片23的四個邊上，四根內(nèi)固定框24與外框25之間通過拉伸裝置22相連(具體的，該拉伸裝置22包含有螺栓2201、螺母2202和彈簧2203，所述內(nèi)固定框24通過螺栓2201和螺母2202與外框25相連，所述彈簧2203套裝與螺栓2201上，且彈簧2203位于內(nèi)固定框24和外框25之間);通過該拉伸裝置22將不銹鋼片23向四周均勻拉伸，使其具有一定的張力；
上述拉伸裝置22的工作原理為當(dāng)需要拉伸不銹鋼片23時，擰緊螺母2202，內(nèi)固定框24在螺栓2201的帶動下向外擴(kuò)張，從而起到對不銹鋼片23的拉伸，此時彈簧2203處于壓縮狀態(tài)，設(shè)置彈簧2203的目的在于保證在拉伸過程中張力的均勻性；
步驟3，將作為待加工件16的不銹鋼片23固定在平臺13上，激光器I發(fā)出的激光經(jīng)過光閘2，經(jīng)擴(kuò)束鏡3準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入半波片5和格蘭棱鏡6組成的衰減模組調(diào)整功率大小，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模組7調(diào)整打孔光斑的大小，調(diào)整后的激光經(jīng)反射鏡進(jìn)入振鏡系統(tǒng)8，最后出射的激光經(jīng)聚焦鏡9聚焦后在不銹鋼片23上打出圓孔；同時，吹氣系統(tǒng)11在一側(cè)吹氣，將加工過程中的殘渣吹入集塵系統(tǒng)12內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于所述裝置包含有激光器(1)，所述激光器(I)發(fā)出的激光經(jīng)光閘(2)和擴(kuò)束鏡(3)后，入射到激光反射鏡(4)的表面，經(jīng)激光反射鏡(4)的反射后依次經(jīng)半波片(5)、格蘭棱鏡(6)和旋轉(zhuǎn)模組(7)后入射到另一激光反射鏡(4)的表面，并經(jīng)該激光反射鏡(4)反射后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)(8)，射出振鏡系統(tǒng)(8)的激光經(jīng)聚焦鏡(9)聚焦后正對位于平臺(13)上的待加工件(16)。
2.如權(quán)利要求I所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于所述激光器(I)為高頻脈沖激光器。
3.如權(quán)利要求I所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于所述平臺(13)上方設(shè)置有CXD對位觀察系統(tǒng)(10)。
4.如權(quán)利要求I所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于所述平臺(13)上方一側(cè)設(shè)置有吹氣系統(tǒng)(11)，另一側(cè)設(shè)置有集塵系統(tǒng)(12)。
5.如權(quán)利要求I所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于所述激光器(I)和振鏡系統(tǒng)(8)通過通訊系統(tǒng)(15)與控制系統(tǒng)(14)相連。
6.如權(quán)利要求2所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置，其特征在于激光器(I)射出的激光為頻率在IOKHz及以上的脈沖激光，且波長為196nnTl064nm，脈寬作用時間為Ifs lms。
7.一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法其特征在于所述方法包含有以下步驟 步驟1，對不銹鋼片(23)進(jìn)行熱處理； 步驟2，將不銹鋼片(23)固定在金屬框架上； 步驟3，利用權(quán)利要求I中所述的一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置對不銹鋼片(23)進(jìn)行打圓孔操作，將作為待加工件(16)的不銹鋼片(23)固定在平臺(13)上，激光器(I)發(fā)出的激光經(jīng)過光閘(2 )，經(jīng)擴(kuò)束鏡(3 )準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入半波片(5 )和格蘭棱鏡(6)組成的衰減模組調(diào)整功率大小，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模組(7)調(diào)整打孔光斑的大小，調(diào)整后的激光經(jīng)反射鏡進(jìn)入振鏡系統(tǒng)(8)，最后出射的激光經(jīng)聚焦鏡(9)聚焦后在不銹鋼片(23)上打出圓孔。
8.如權(quán)利要求7所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法其特征在于所述步驟I中，熱處理時溫度為860°C，時間為2 3分鐘，處理后空冷即可。
9.如權(quán)利要求7所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法其特征在于所述步驟2中的金屬框架由外框(25)和四根相互分離的內(nèi)固定框(24)構(gòu)成，四根內(nèi)固定框(24)分別通過螺絲(21)固定在不銹鋼片(23)的四個邊上，四根內(nèi)固定框(24)與外框(25)之間通過拉伸裝置(22)相連，通過該拉伸裝置(22)將不銹鋼片(23)向四周均勻拉伸，使其具有一定的張力；所述拉伸裝置(22)包含有螺栓(2201)、螺母(2202)和彈簧(2203)，所述內(nèi)固定框(24)通過螺栓(2201)和螺母(2202)與外框(25)相連，所述彈簧(2203)套裝與螺栓(2201)上，且彈簧(2203)位于內(nèi)固定框(24)和外框(25)之間。
10.如權(quán)利要求7所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的方法其特征在于所述一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置的平臺(13)上方設(shè)置有CCD對位觀察系統(tǒng)(10)，所述平臺(13)上方一側(cè)設(shè)置有吹氣系統(tǒng)(11)，另一側(cè)設(shè)置有集塵系統(tǒng)(12)，在進(jìn)行步驟3的同時，吹氣系統(tǒng)(11)在一側(cè)吹氣，將加工過程中的殘渣吹入集塵系統(tǒng)(12)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置及其方法，所述裝置包含有激光器(1)，所述激光器(1)發(fā)出的激光經(jīng)光閘(2)和擴(kuò)束鏡(3)后，入射到激光反射鏡(4)的表面，經(jīng)激光反射鏡(4)的反射后依次經(jīng)半波片(5)、格蘭棱鏡(6)和旋轉(zhuǎn)模組(7)后入射到另一激光反射鏡(4)的表面，并經(jīng)該激光反射鏡(4)反射后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)(8)，射出振鏡系統(tǒng)(8)的激光經(jīng)聚焦鏡(9)聚焦后正對位于平臺(13)上的待加工件(16)。本發(fā)明激光制作硅太陽能電池電極印刷網(wǎng)板的裝置及其方法，能夠有效提高太陽能電池網(wǎng)板使用壽命并提高太陽能電池電極印刷質(zhì)量。
文檔編號B23K26/38GK102717193SQ20121018586
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者狄建科, 蔡仲云, 趙裕興, 閆華 申請人:江陰德力激光設(shè)備有限公司