Kilde: spectra-physics.com
Evne til å skrive hardt eller sprøtt materiale rent
Berøringsfri prosess med lave driftskostnader
Redusert flisning, mikrosprenging og avlaminering
Smale kuttbredder muliggjør flere deler per wafer
Bredere prosestoleranse betyr mer robust, pålitelig produksjon til en lavere pris
Solar PV PERC laserskrift
Det er flere viktige trinn for fabrikasjon av PERC solceller. Først er baksiden av cellen belagt med et spesielt dielektrisk lag, typisk SiO2, Al2O3, SiNx eller en hvilken som helst kombinasjon derav. Det påførte dielektriske belegget er kontinuerlig, og det er derfor nødvendig å lage åpninger i et påfølgende prosesstrinn for ohmsk kontakt. Den beste måten å gjøre dette på er å bruke en laser for å fjerne den dielektriske filmen og eksponere det underliggende silisiumet i ønsket mønster - vanligvis smale lineære striper. Aluminiummetalliseringen påføres deretter på toppen av det dielektriske laget. Aluminiumspasta er silketrykket til denne overflaten og en påfølgende termisk glødeprosess legerer aluminiumet med det lasereksponerte silisiumet for å danne en god ohmsk kontakt.
Mens PERC-skriftgeometrier er noe varierte, vil en 6 ”-celle typisk ha mellom 75 og 300 laserskrivede linjer som er ~ 155 mm lange, 30-80 µm brede og jevnt fordelt med 0,5-2 mm. For tilfelle av 1 mm linjeseparasjon er den samlede lengden på PERC-skriftene på en enkelt wafer ca. 25 meter. Målbehandlingshastigheter som kreves av industrien, kan være så høye som 3600 WPH (wafers per time), noe som tilsvarer en nødvendig skrivehastighet på 25 m / s. Raske 2-aksede galvo-skannere samt spinnende polygonskannere kan oppnå slike hastigheter.
LED-skrift
Laserskrivende LED-vafler er en utfordring siden materialet er relativt gjennomsiktig gjennom den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret. GaN er gjennomsiktig under 365 nm, og safir er halvtransparent over 177 nm. Dermed er frekvens tredoblet (355 nm) og frekvens firedoblet (266 nm) diodepumpet solid state (DPSS) Q-byttede lasere er det beste valget for LED-skrift. Mens excimer-lasere også er tilgjengelige i dette bølgelengdeområdet, har DPSS-lasere mye mindre fotavtrykk og kan oppnå mye smalere kuttbredder og krever langt mindre vedlikehold.
Ved å redusere mikrosprengning og sprekkutbredelse, kan laserskriving LED-enhetene være mye tettere plassert, noe som forbedrer både utbytte og gjennomstrømning. Fordi det vanligvis kan være mer enn 20.000 diskrete LED-enheter på en enkelt 2-tommers skive, påvirker kuttbredden kritisk utbytte. Å redusere mikrosprengning under prosessen med dyseseparasjon har også vist seg å forbedre påliteligheten til LED-enhetene på lang sikt. Utbyttet forbedres med laserskrift ved å redusere skader på wafer. Hastigheten til laserskriveren og pauseprosessen er også mye raskere enn tradisjonell mekanisk skjæring. Den bredere prosesstoleransen for lasere og eliminering av slitasje og knusing av bladet betyr en mer robust, meget pålitelig produksjonsprosess til en lavere pris.
Silisium tynn film solcelle skribent
Diode-pumped solid state (DPSS) -lasere har bevist sin verdi i produksjonen av a-Si tynnfilmenheter. Q-switchede lasere brukes til de tre prinsippskribentprosessene - kjent som P1-, P2- og P3-skribentene - som skiller den store plane enheten inn i en rekke seriekoblede solceller. Skribentprosessene involverer fjerning av forskjellige tynne filmmaterialer (0,2 - 3,0 mikrometer typiske) med minimal skade på glassunderlaget eller andre filmer.
For P1-skraping fjernes en tynn film av TCO (gjennomsiktig ledende oksid) materiale - typisk SnO2 - fra glassubstratet, og oppnås vanligvis med 1064 nm Q-svitsjede lasere. Denne prosessen krever relativt høye laserfluens på grunn av TCO-filmens optiske gjennomsiktighet og mekaniske hardhet. Med Spectra-Physics HIPPO ™ 1064-27 oppnås 50 μm brede P1-skrivere med bransjeledende hastigheter. Laserens korte pulsbredde og eksepsjonelle puls-til-puls energistabilitet tillater behandling ved 200 kHz PRF (pulsrepetisjonsfrekvens), som oversettes til skrithastigheter på 8 m / sek.
P2- og P3-skrivere bruker vanligvis 532 nm-lasere, først og fremst fordi lyset absorberes sterkt av silisium-solabsorberingslaget. P2-skribenten fjerner bare silisiumlaget, mens P3-skribenten også fjerner de ekstra ryggkontaktmetall / TCO-filmene. En kort pulsbredde er viktig for å oppnå best effektivitetsskriveresultater. Når det kombineres med utmerket pulsenergistabilitet ved høy PRF, oppnås skriverhastigheter på 12 m / sek med Spectra-Physics HIPPO 532-15 lasersystem som fungerer ved 160 kHz PRF.
Lasere for å skrive
Søknadsmerknader
LED-skrift
Amorf silisium tynnfilm solcelleskribing
Keramisk skribent
Keramiske materialer brukes mye i mikroelektronikk-, halvleder- og LED-belysningsindustrien på grunn av deres elektrisk isolerende og varmeledende egenskaper, samt for deres høye temperatur-serviceegenskaper. Deres sprøhet gjør laserbehandling attraktiv sammenlignet med konvensjonell maskinering, spesielt for å produsere de stadig mindre og intrikate funksjonene som kreves for avansert mikroelektronikkemballasje. SeCeramic ScribingUsing Talon®Pulserte UV- og grønne lasere for ytterligere informasjon.
Silicon Wafer Scribing
For å vise fordelen med TimeShift-teknologiens pulsdelingsevne, genererte vi laserskribenter med samme hastighet og PRF for forskjellige fluensnivåer. To datasett ble samlet inn; en med en pulsutgang på en enkelt 25 ns puls, og en med en burst på fem 5 ns subpulser atskilt med 10 ns. Skriftdybdedata viser den klare fordelen med å bruke pulsdelende burstmikromaskinering fremfor enkeltpulsbearbeiding. En økning i ablasjonsdybden mellom 52% og 77% ble observert avhengig av fluensnivået. Vi observerte også forbedring i kvaliteten på split pulse scribe. Se Glass Cutting og Silicon ScribingExcel med Quasar®TimeShift ™ -teknologi for ytterligere informasjon.