高功率、低成本晶硅太陽能光伏組件是目前光伏行業(yè)發(fā)展的主流方向,半片電池組件技術(shù)因其能夠顯著提高組件測試功率而被廣泛關(guān)注。本文研究了不同波長激光劃片對電池片的損傷原因與影響,并首次采用紅綠雙激光劃片技術(shù),既避免了常規(guī)單波長激光劃片時微隱裂的出現(xiàn),又可以保證劃片效率。通過與常規(guī)整片組件和紅外激光劃片組件對比,發(fā)現(xiàn)紅綠雙激光劃片組件的連續(xù)100 d的發(fā)電量分別提升了4.06%和0.33%。該雙激光劃片技術(shù)可以為半片電池組件技術(shù)全面推廣應(yīng)用提供強(qiáng)力的支持。 

【文章來源】：電子器件. 2020,43(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

二種波長的劃片激光與晶硅材料的作用過程示意圖

圖2(d)～2(f)和圖2(g)～2(i)分別是上述劃片之后的晶硅電池片斷面整體放大掃描照片和局部放大掃描照片。從圖中可以看出三種單一激光波長劃片之后的晶硅電池片均出現(xiàn)微隱裂。其中紅外激光產(chǎn)生微隱裂是由于熱熔融劃片過程中由于溫度不均勻產(chǎn)生的熱脹冷縮,從而引起微隱裂。而紫外激光劃片產(chǎn)生微隱裂的原因是因為紫外激光劃片時的能量只有幾瓦甚至是毫瓦級,導(dǎo)致單次切割時會出現(xiàn)劃痕深淺不一的現(xiàn)象,因而需要采用多次切割的方式以保證劃痕深度的一致。雖然上面分析紫外激光幾乎不產(chǎn)生熱效應(yīng),但是多次切割的過程種,應(yīng)力不均也會引起晶硅電池局部產(chǎn)生微隱裂。由上述結(jié)果可知不同的單一激光劃片均會在電池片截面處均產(chǎn)生微隱裂。2.2 紅綠雙激光劃片對晶硅電池片的影響

為避免上述劃片過程中微隱裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,我們采用了雙激光劃片,綜合利用短波長激光的電子轟擊過程和長波長激光的熱效應(yīng)。由于綠激光相比紫外激光具有較高的熱效應(yīng),它的單次劃片就可以切開晶硅電池片表面的氮化硅保護(hù)層,而紫外激光所需的多次劃片過程會導(dǎo)致微隱紋的產(chǎn)生。雙激光劃片方式如圖3所示,通過綠激光劃穿表面的保護(hù)層(步驟①)之后,采用紅外激光作為加熱激光(步驟②)并伴隨純水冷卻(步驟③),通過熱脹冷縮方式完成劃片與裂片。圖4 紅綠雙激光劃片晶硅電池片斷面掃描 照片和斷面掃描照片放大圖

【參考文獻(xiàn)】：
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