Kaynak: spectra-physics.com
Sert veya kırılgan malzemeleri temiz bir şekilde çizebilme
Düşük işletme maliyeti ile temassız süreç
Azaltılmış ufalanma, mikro çatlama ve laminasyon
Dar kesim genişlikleri gofret başına daha fazla parça sağlar
Daha geniş proses toleransı, daha düşük maliyetle daha sağlam, güvenilir üretim anlamına gelir
Solar PV PERC Lazerle Çizme
PERC güneş pillerinin üretimi için birkaç önemli adım vardır. İlk olarak, hücrenin arka tarafı özel bir dielektrik katmanla, tipik olarak SiO2 ile kaplanır.2, Al2O3, SiNx veya bunların bir kombinasyonu. Uygulandığı şekliyle dielektrik kaplama süreklidir ve bu nedenle, ohmik temas için sonraki bir işlem adımında açıklıklar oluşturmak gereklidir. Bunu yapmanın en iyi yolu, dielektrik filmi kesmek için bir lazer kullanmak ve alttaki silikonu istenen desende (tipik olarak dar doğrusal şeritler) ortaya çıkarmaktır. Alüminyum metalleştirme daha sonra dielektrik tabakanın üstüne uygulanır. Alüminyum macun bu yüzeye serigrafi baskı yapılır ve müteakip bir termal tavlama işlemi, iyi bir ohmik temas oluşturmak için alüminyumu lazere maruz kalan silikonla alaşım yapar.
PERC çizim geometrileri biraz değişken olsa da, 6 inçlik bir hücre tipik olarak ~155 mm uzunluğunda, 30-80 µm genişliğinde ve 0,5-2 mm eşit aralıklı 75 ila 300 lazerle çizilmiş çizgiye sahip olacaktır. 1 mm'lik hat ayrımı durumunda, tek bir gofret üzerindeki PERC çizgilerinin toplam uzunluğu yaklaşık 25 metredir. Endüstri tarafından talep edilen hedef işleme oranları, 25 m/s'lik gerekli bir yazma hızına denk gelen 3.600 WPH (saatte gofret) kadar yüksek olabilir. Hızlı 2 eksenli galvo tarayıcılar ve dönen çokgen tarayıcılar bu hızlara ulaşabilir.
LED Çizme
Malzeme elektromanyetik spektrumun görünür kısmı boyunca nispeten şeffaf olduğu için lazerle çizilen LED levhalar bir zorluktur. GaN, 365 nm'nin altında saydamdır ve safir, 177 nm'nin üzerinde yarı saydamdır. Böylece frekans üç katına (355 nm) ve frekans dört katına (266 nm) diyot pompalı katı hal (DPSS) Q-anahtarlı lazerler, LED kazıma için en iyi seçimdir. Bu dalga boyu aralığında excimer lazerler de mevcut olsa da, DPSS lazerler çok daha küçük ayak izine sahiptir ve çok daha dar kesim genişlikleri elde edebilir ve çok daha az bakım gerektirir.
Lazerle işaretleme, mikro çatlamayı ve çatlak yayılmasını azaltarak, LED cihazlarının çok daha yakın aralıklarla yerleştirilmesine olanak vererek hem verimi hem de verimi artırır. Tek bir 2 inçlik yonga levhasında tipik olarak 20.000'den fazla ayrı LED aygıtı olabileceğinden, kesim genişliği verimi önemli ölçüde etkiler. Kalıp ayırma işlemi sırasında mikro çatlamanın azaltılmasının LED cihazlarının uzun vadeli güvenilirliğini iyileştirdiği de gösterilmiştir. Wafer kırılmasını azaltarak lazer kazıma ile verim iyileştirilir. Lazerle yazma ve kırma işleminin hızı da geleneksel mekanik kesmeden çok daha hızlıdır. Lazerlerin daha geniş işlem toleransı ve bıçak aşınmasının ve kırılmasının ortadan kaldırılması, daha düşük maliyetle daha sağlam, son derece güvenilir bir üretim sürecine dönüşür.
Silikon İnce Film Güneş Pili Çizimi
Diyot pompalı katı hal (DPSS) lazerler, a-Si ince film cihazlarının üretiminde değerlerini kanıtlamıştır. Q-anahtarlı lazerler, büyük düzlemsel cihazı bir dizi seri bağlantılı fotovoltaik hücreye ayıran P1, P2 ve P3 çizicileri olarak bilinen üç temel çizici işlemi için kullanılır. Çizme işlemleri, çeşitli ince filmlerin (tipik 0,2 – 3,0 µm) cam alt tabakaya veya diğer filmlere minimum yan hasarla çıkarılmasını içerir.
P1 kazıma için, ince bir TCO (şeffaf iletken oksit) malzemesi filmi - tipik olarak SnO2 - cam alt tabakadan çıkarılır ve tipik olarak 1064 nm Q-anahtarlı lazerlerle elde edilir. Bu işlem, TCO filminin optik şeffaflığı ve mekanik sertliği nedeniyle nispeten yüksek lazer akıları gerektirir. Spectra-Physics HIPPO™ 1064-27 ile endüstri lideri hızlarda 50 μm genişliğinde P1 çiziciler elde edilir. Lazerin kısa darbe genişliği ve olağanüstü darbeden darbeye enerji kararlılığı, 200 kHz PRF'de (darbe tekrarlama frekansı) işlemeye izin verir, bu da 8 m/sn'lik yazma hızlarına dönüşür.
P2 ve P3 çizicileri tipik olarak 532 nm lazerler kullanır, çünkü esas olarak ışık silikon güneş emici tabaka tarafından güçlü bir şekilde emilir. P2 çubuğu yalnızca silikon katmanını kaldırırken, P3 çubuğu ek arka temas metal/TCO filmlerini de çıkarır. Kısa bir darbe genişliği, en iyi verimlilikte yazma sonuçlarını elde etmek için gereklidir. Yüksek PRF'de mükemmel darbe enerjisi kararlılığı ile birleştirildiğinde, 160 kHz PRF'de çalışan Spectra-Physics HIPPO 532-15 lazer sistemi ile 12 m/sn'lik yazma hızlarına ulaşılır.
Çizme için Lazerler
Uygulama Notları
LED Çizme
Amorf Silikon İnce Film Güneş Pili Çizimi
seramik karalama
Seramik malzemeler, elektriksel olarak yalıtkan ve termal olarak iletken özelliklerinden ve ayrıca yüksek sıcaklıkta servis yeteneklerinden dolayı mikro elektronik, yarı iletken ve LED aydınlatma endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kırılganlıkları, özellikle gelişmiş mikro elektronik paketleme için gereken giderek daha küçük ve karmaşık özelliklerin üretilmesi için geleneksel işleme ile karşılaştırıldığında lazer işlemeyi çekici kılar.®Ek bilgi için Darbeli UV ve Yeşil Lazerler.
Silikon Gofret Yazma
TimeShift teknolojisinin darbe ayırma özelliğinin avantajını göstermek için, çeşitli akıcılık seviyeleri için aynı yazma hızında ve PRF'de lazer yazıcılar oluşturduk. İki veri seti toplandı; biri tek bir 25 ns darbenin darbe çıkışına sahip ve diğeri 10 ns ile ayrılmış beş 5 ns alt darbeden oluşan bir patlamaya sahip. Scribe derinlik verileri, tek darbeli işlemeye göre darbe bölme patlamalı mikro işleme kullanmanın açık avantajını gösterir. Akıcılık düzeyine bağlı olarak ablasyon derinliğinde %52 ile %77 arasında bir artış gözlendi. Ayrıca split pulse scribe kalitesinde iyileşme gözlemledik. Quasar ile Cam Kesme ve Silikon Çizim Excel'e bakın®Ek bilgi için TimeShift™ Teknolojisi.