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Technologie laser dans l'industrie photovoltaïque

Le tube laser CO2 en tant qu'outil d'industrialisation est une technologie cruciale dans l'industrie photovoltaïque. Il garantit un processus de fabrication peu coûteux et produit des cellules solaires efficaces. Le pointeur laser est idéal pour atteindre cet objectif et est plus efficace que d'autres moyens car il augmente la fiabilité du processus de production et réduit les coûts de production. Ces avantages se reflètent pleinement dans la production de cellules solaires en silicium cristallin et de cellules solaires en couches minces.

La tendance de la production de masse est le moteur du développement de la technologie laser. En effet, l'investissement dans la technologie laser peut être rapidement récompensé, en particulier pour les lignes de production actuellement installées, d'une capacité de 60 à 100 MW par an. En général, les stylos laser peuvent exploiter leur potentiel.

Dans la production de cellules solaires en silicium cristallin, des pointeurs laser sont utilisés pour couper des tranches de silicium et des isolants de bord. Le dopage des bords de la batterie a pour but d'empêcher les courts-circuits des électrodes avant et arrière. Dans cette application, le laser a surmonté d'autres processus traditionnels. Par exemple, la gravure au plasma ne répond pas aux exigences de l'automatisation et le taux de casse est élevé.

• Le pistolet laser est un bon outil car la longueur d'onde correcte peut être choisie pour l'absorption de différents matériaux (silicium, métal, diélectrique) dans l'industrie photovoltaïque.
• Les lasers à ondes courtes ou CO2 garantissent une faible efficacité thermique.
• Pour le traitement de matériaux fragiles, la mise en place d'une ligne de processus fiable repose sur la réduction des chocs mécaniques par une méthode sans contact.
• Des ajustements de processus coûteux ne sont pas nécessaires après le changement d'outil, réduisant ainsi les temps d'arrêt pendant la production.

En fonction de la couche de film, un revêtement conducteur et photosensible constitué de tellurure de cadmium ou d'un film de silicium amorphe est gravé au laser. Par ce processus, la surface appliquée sur le substrat de verre est divisée en cellules connectées en série les unes aux autres. Ainsi, la largeur de la batterie détermine la tension de la batterie et du module. Précis, les lunettes laser peuvent être intégrées de manière fiable dans la chaîne de production. Le réticule est une série d'impulsions lumineuses individuelles d'une taille comprise entre 30 et 80 µm et est gravé en P1 avec des impulsions d'une largeur d'impulsion de plusieurs dizaines de nanosecondes. Lorsqu'elle est traitée jusqu'au bord du film, une partie du matériau est sublimée et la pression de vapeur peut chasser le matériau en cours de gravure. Par conséquent, l'énergie du traitement est faible et l'influence thermique de l'élément inférieur est également réduite.

Lunettes Laser

Une autre application des lunettes à laser comprend l'ablation sélective de la couche de passivation sur des cellules solaires en silicium cristallin. Les stylos laser à impulsions ultra-courtes et à haute énergie d'impulsion sont particulièrement adaptés en raison de leur excellente qualité de faisceau, qui ne peut être obtenue qu'avec la technologie laser à disque. En raison de l'évolutivité de la puissance de sortie du laser pour atteindre un débit plus élevé, la haute qualité du faisceau en impulsions ultra courtes augmente considérablement l'efficacité de conversion des cellules solaires. Cela peut réduire considérablement le coût par watt des cellules solaires.

Les stylos laser sont de plus en plus utilisés dans les processus de dopage car ils augmentent la distribution de concentration de dopage locale sur les cellules solaires pour améliorer la mobilité des porteurs, en particulier les portes de contact. Au moins six méthodes différentes se font concurrence sur le marché et presque toutes les opérations sont basées sur le laser bleu 5000 mW. Par exemple, une charge laser spécialement conçue peut diffuser du phosphore sur la surface de la plaquette de silicium sans l'endommager, augmentant ainsi la conductivité entre la plaquette et l'électrode de contact.

Si le substrat est du verre, le film de molybdène est traité au début de la ligne de traçage. Cependant, le molybdène a un point d'ébullition élevé, une bonne conductivité thermique et une grande capacité calorifique. Si de la chaleur est appliquée sur la couche de molybdène, cela peut provoquer des fissures et une desquamation. Ces défauts sont inévitables avec le traitement des impulsions laser nanosecondes, ce qui entraîne une diminution de la qualité. Les matériaux photosensibles sont également sensibles à l'introduction de chaleur élevée. Le sélénium a un point d'ébullition plus bas que d'autres métaux tels que le cuivre, l'indium et le gallium, et peut donc être détaché du mélange à basse température. L'usinage par "longues" impulsions laser peut provoquer un court-circuit des régions de bord car les semi-conducteurs sans sélénium sont convertis en alliages.

Malgré le faible coût d'investissement du matériel de sablage au jet, le coût élevé du traitement est dû à l'usure, au retrait du sable et aux tests correspondants pendant le traitement. Par conséquent, le pointeur laser bleu 5000mW est un ajustement parfait. Pour protéger la cellule solaire à film mince des influences environnementales néfastes, en particulier de l'humidité, il est nécessaire d'enlever une couche de film d'environ 1 cm de largeur autour du module de batterie, mais par protection contre la stratification. Cela protège les cellules solaires de la corrosion et évite les courts-circuits pendant de longues périodes. Le sablage est couramment utilisé.

http://www.ssnote.net/archives/51832

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