Од својих оригиналних лабораторијских примена до данашњих различитих области медицине, комуникација, производње, војних и научних истраживања, ласери су постали саставни део модерне технологије и науке. Порекло ласера се може пратити до средине-20 века, што је у великој мери вођено теоријским радом Артура Шолоуа и Чарлса Таунса, заједно са експерименталним радом Декстера Р. Ханша (Теодор Мејман). Следи детаљнији приказ процеса којим је настао ласер:
- Постављање теоријских основа: Почетком 20. века Алберт Ајнштајн је предложио фотонску теорију да светлост постоји у облику дискретних честица (фотона). Ова теорија је поставила темеље квантне оптике, која је касније пружила важну подршку теоријској основи ласера.
- Теорија побуђеног зрачења: 1951. Чарлс Таунс и Артур Ламберт су независно предложили теорију побуђеног зрачења, која је открила да када су атоми или молекули у побуђеном стању, они могу бити побуђени фотоном из атома који је већ био побуђен. , чиме се производе фотони са истом фреквенцијом и фазом као побуђени фотон. Теоријска основа овог процеса постала је срж рада ласера.
- Теоријска формулација ласера: Теоријски рад Таунса и Ламберта покренуо је проучавање како се реализује побуђено зрачење и развили су концепт појачања светлости коришћењем побуђеног зрачења. Њихова кључна идеја била је да постепено повећавају број фотона рефлектујући их напред-назад у оптичку шупљину са високом рефлексијом, формирајући на крају високо фокусирани сноп светлости, ласер.
- Експериментална верификација ласера 1: 1958. године амерички физичар Дектер Р. Хансцх успео је да направи први радни ласер. Користио је синтетички медиј за побуђивање, обично мешавину азота и неона, да би постигао побуђено зрачење. Овај ласер је произвео контролисан, високо фокусиран сноп светлости, који је означио званично рођење ласерске технологије.
Прошле су 63 године од јула 1960, када је Меиман у Хугхес Ресеарцх Лабораториес у Сједињеним Државама успешно направио први операбилни рубин ласер на свету таласне дужине од 0,6943 микрона. Низ карактеристика као што су висок степен фокусирања ласера, добра монохроматност, висока густина енергије, ширење на велике удаљености, бесконтактност и тако даље чине га широко примењеним. Ласер се често помиње као „звезда сутрашњице у 21. веку”, „једна од важних технологија 21. века”, „најпрецизнији лењир, најбржи нож”. Овакав назив такође одражава значајну позицију и широку примену ласерске технологије у савременом друштву и науци и технологији. Ласерска технологија игра кључну улогу у многим областима као што су комуникација, медицински третман, производња, научна истраживања, војска, праћење животне средине, итд., и стога се сматра једном од најперспективнијих и најутицајнијих технологија у 21. веку. Посебно у фотонапонској индустрији, ласерска технологија ствара низ иновација које чине производњу соларних ћелија ефикаснијом, поузданијом и еколошки прихватљивијом.
Данас, хајде да се удубимо у потпуно нове примене ласера у фотонапонској индустрији.
Ласерско сечење: ласерски сцрибери
Ласерско сечење је изузетно прецизан процес који се користи за сечење силицијумских плочица соларних ћелија до жељене величине. Његов главни принцип је да се фокусирани ласерски зрак усмерава на површину материјала који се сече. Енергија фотона се апсорбује од стране материјала, што резултира локализованим загревањем материјала. Када је енергија ласерског зрака довољно висока, он може загрејати површину материјала до температуре довољне да започне топљење или испаравање. У случају металних материјала, то је обично топљење, док је у случају неметалних материјала, као што су пластика или дрво, то обично испаравање. Области за соларне ћелије су обично велике силиконске плочице, а ласерско сечење им омогућава да се исеку на мање ћелије са високом прецизношћу како би задовољиле захтеве величине соларних панела. Ово не само да побољшава продуктивност и квалитет ћелија, већ и значајно смањује материјални отпад и трошкове производње. Висок степен фокусирања и контролне прецизности ласерског зрака чини процес сечења деликатнијим и производи скоро нулту количину отпада. Поред тога, ласерско сечење такође има разноврсност применљивости материјала, не само за силицијумске плочице соларних ћелија, већ се може користити и за друге типове соларних ћелија, као што су танкослојне соларне ћелије, као и за сечење других материјала, тако да има висок степен флексибилности. Предност употребе ласерског резања плоче соларних ћелија је употреба бесконтактне обраде, без напрезања, тако да је резна ивица равна, неће оштетити структуру плочице, електрични параметри су бољи од традиционалног механичког метода резања, оба за побољшање приноса и смањење трошкова, ширина прореза је мала, висока прецизност, снага ласера се може подесити, можете контролисати дебљину реза, како бисте остварили стањивање соларних ћелија. Технологија ласерског сечења се може применити на листове батерија велике површине за резање и сечење, прецизно контролишући тачност и дебљину сечења, додатно смањујући остатке резања и побољшавајући искоришћеност батерије. Поред примене сечења на батеријском листу, постоје и фотонапонско стакло које се такође може уписати, принцип је исти.
Ласерско допинг: опрема за ласерско допинг
Ласерско допирање је техника обраде материјала која се обично примењује на полупроводничке материјале, посебно на силицијум, да би се променила њихова електрична својства. Принцип технике је коришћење ласера велике снаге за озрачивање површине полупроводника и увођење спољног допирајућег материјала (обично бора или фосфора) у полупроводничку решетку. Овај процес укључује енергију ласера који загрева полупроводнички материјал на довољно високу температуру да је допантни материјал у стању да продре у решетку и помери одређене атоме полупроводничког материјала, чиме се мењају проводне особине материјала. Ласерска енергија се користи за покретање атома бора да дифундују унутар силицијумске плочице како би се постигла селективна структура СЕ емитера. Јаким допирањем металне линије мреже у контактној области са силицијумском плочицом и задржавањем лаганог допинга у другим областима на предњој страни, не само да може да формира добар омски контакт између електроде и емитера, већ и да смањи комплексирање олигона на површини емитера (технологија ТОПЦон), који може да добије већу струју кратког споја, напон отвореног кола и фактор пуњења, и побољша ефикасност фотоелектричне конверзије соларне ћелије. Његове предности леже у 1, високој прецизности: ласерско допинг може постићи веома високу тачност допинга и просторну резолуцију, омогућавајући прецизну контролу процеса допинга.2, бесконтактно: методе бесконтактне обраде не уносе механичка оштећења или контаминацију нечистоћама, посебно погодан за производњу полупроводничких уређаја високих перформанси.3, брза обрада: ласерско допирање је процес велике брзине, који омогућава обраду велике количине материјала у кратком временском периоду.4, Широка примена: Ова технологија је применљиво на различите врсте полупроводничких материјала, укључујући силицијум, галијум-галијум-арсенид, индијум-арсенид, итд.. У фотонапонској индустрији, технологија ласерског допинга се обично користи у производњи соларних ћелија за побољшање перформанси ћелија. Неке водеће фотонапонске компаније и провајдери технологије у развоју и примени ласерске допинг технологије.
Прекоморске компаније укључују: Апплиед Материалс, Амтецх Системс, итд.
Домаће компаније укључују: Диер, Дазхоу, Схенгкионг итд.
Што се тиче модификације материјала, поред ласерског допинга, постоје ласерски индукована технологија поправке, ласерски индукована технологија жарења, ласерски индукована технологија синтеровања је нова технологија коју је објавио Диер Ласер Тецхнологи 14. августа 20 23, који може добити 0,2 посто ефикасности батерије.
Ласерско трансфер штампање
Ласерско штампање са трансфером узорка (ПТП) је нова врста технологије бесконтактног штампања, принцип ове технологије је да се потребну пасту премаже на одређени флексибилни светло-транспарентни материјал, коришћењем ласерског зрака велике снаге са графиком велике брзине. скенирањем, паста се преноси са флексибилног светло-провидног материјала на површину батерије да би се формирала линија мреже. Кроз технологију бесконтактног ласерског штампања (ПТП) за побољшање процеса штампања финих мрежа на соларним ћелијама високе ефикасности, може се пробити традиционално ограничење ширине линије за сито штампу, лако остварити ширину линије од 25 ум или мање, у ћелијским плочицама одштампаним на већи однос страница ултра финих линија мреже, како би се помогло батерији да постигне ултра-фине решеткасте ћелије, која се подудара са технологијом селективног емитера, да би се истовремено побољшала ефикасност соларне ћелије, значајна уштеда потрошње пасте од 20 процената или више , и на крају смањити трошкове производње батерија и производње енергије. Принцип технологије ласерског трансфера заснива се на високој густини енергије и прецизној контроли ласера. Његови главни кораци укључују: 1, припрему доњег слоја: у процесу производње соларних ћелија, доњи слој је обично провидни проводни слој, који се користи за прикупљање сунчеве енергије и пренос електричне струје. 2, ласерско зрачење: коришћење зрачења ласерског зрака на доњем слоју, за померање ласерског фокуса на прецизно контролисан начин. Висока густина енергије ласера селективно синтерује или гребе слој испод да би се формирао специфичан образац за ћелију.3. Слагање слојева: Различити слојеви ћелија, као што су активни слој и електроде, могу се наслагати на слој испод слоја слој по слој ласерским трансфером.4. Обликовање и инкапсулација: Коначно, модул ћелије се обрађује кроз кораке обликовања и инкапсулације како би се формирала коначна соларна ћелија. Његове предности су: 1, висока прецизност: технологија ласерског трансфера може постићи веома високу прецизност и резолуцију, помажући у производњи високоефикасних соларних ћелија, високо конзистентно штампање, одлична униформност, грешка у 2ум, применљива је и сребрна паста ниске температуре (ХЈТ) . 2, бесконтактно: ово је бесконтактна метода обраде, неће оштетити или контаминирати компоненте батерије, како би се побољшао квалитет ћелије, а у будућем процесу танког филма је свакако оштар. 3, брза производња: ласерска трансфер штампа је метода обраде велике брзине, може побољшати ефикасност производње соларних ћелија. 4, прилагодљивост више материјала: ова технологија се може применити на различите врсте материјала за батерије, укључујући органске материјале, силицијумске материјале, итд. 5, контрола трошкова: у поређењу са сито штампом, ласерско штампање мреже је финије , може се урадити испод 18ум Уштеда пасте од 30 процената , ТОПЦОН-ова двострана сребрна паста, ХЈТ нискотемпературна сребрна паста ће бити због технологије ласерског трансфера за смањење потрошње великог броја сребрне пасте постала једна од важних технологија за смањење трошкова и повећање ефикасности.
Ласерска перфорација
Принцип ласерске перфорације је да се користи велика густина енергије ласерског зрака за загревање локалног подручја материјала на довољно високу температуру да би се материјал испарио, растопио или испарио да би се формирале рупе. Кључ за ласерску перфорацију је контрола густине енергије ласера, времена експозиције и положаја фокуса како би се осигурало да се материјал прецизно обради у жељену рупу. Ова прецизност и велика густина енергије чине ласерско бушење идеалним за многе индустријске примене, укључујући производњу соларних ћелија у фотонапонској индустрији. Различити типови ласера (нпр. ЦО2 ласери, Нд:ИАГ ласери, фемтосекундни ласери, итд.) могу се користити за различите врсте материјала и апликација, тако да је потребно одабрати одговарајући ласерски систем за специфичне потребе. Ласерска перфорација има широк спектар примена у фотонапонској индустрији, посебно у процесу производње соларних ћелија. Следе неке од главних примена ласерске перфорације у фотонапонској индустрији:
- Обрада ћелија: Ласерска перфорација се обично користи у обради соларних ћелија. Ове мале рупе се могу користити за побољшање ефикасности апсорпције светлости ћелије и смањење губитака рефлексије, чиме се повећава ефикасност фотоелектричне конверзије (ефекат заробљене светлости). Ласерска перфорација омогућава прецизну и ефикасну обраду силицијумских плочица, полисилицијумских плочица и других материјала соларних ћелија.
- Везе ћелија и модула: У процесу састављања соларних ћелија, жице су потребне за повезивање ћелија једна са другом. Ласерска перфорација се може користити за стварање рупа за повезивање жица између ћелија како би се обезбедио несметан пренос струје између ћелија и смањио губитак енергије. Ласерска перфорација се такође користи за прављење рупа и прикључака за конзоле, рамове и друге компоненте у процесу производње соларних модула.
- Задња плоча од фотонапонског стакла: Пошто конвенционални фотонапонски модули користе само фотонапонско стакло за покривну плочу, док модули са двоструким стаклом користе фотонапонско стакло и за поклопац и за задњу плочу, а фотонапонско стакло задње плоче мора бити избушено на одређеној локацији како би да доведе струјне водове од фотонапонског модула до разводне кутије. Због тога је перфорација задње плоче од ПВ стакла постала суштински процес у производњи даље обраде.
Све у свему, ласерска перфорација се широко користи у фотонапонској индустрији за побољшање ефикасности соларних ћелија, смањење трошкова производње и побољшање квалитета производа. Ове апликације помажу у промовисању развоја технологије соларне енергије и промовишу употребу обновљиве енергије. Треба напоменути да се специфичне примене могу разликовати у зависности од производног процеса и материјала, тако да стварна примена треба да се заснива на потреби одабира одговарајуће ласерске технологије и параметара.
Горе наведене су само неке од примена ласерских процеса у фотонапонској индустрији, које наравно укључују и ласерско урезивање (КСБЦ), ласерску аблацију (ПЕРЦ) и тако даље.
Изгледи за будућност:
Како ласерска технологија наставља да напредује, можемо предвидети још иновација које ће додатно унапредити фотонапонску индустрију. У будућности ће се вероватно појавити ефикаснији фотонапонски материјали, паметнији производни процеси и више апликација које користе фотонапонску енергију. Нове примене ласерске технологије у фотонапонској индустрији нису само повећале продуктивност, већ и побољшале перформансе модула и одрживост. Континуиране иновације у овој технологији ће наставити да подстичу развој соларних ћелија и доприносе будућности чисте енергије. Поред тога, у фотонапонској производњи, ласерска технологија не само да побољшава продуктивност, већ и смањује стварање отпада, што помаже да се смањи оптерећење животне средине. Поред тога, технологија ласерског чишћења не захтева хемикалије, штедећи енергију и ресурсе. Чиста технологија за чисту индустрију - дивно.
Коначно, дубина ласерске технологије је све у разумевању. Чуда ласерске технологије не могу бити довољно написана.
