新型電(dian)池(chi)片時代來(lai)臨，TOPCon、HJT、XBC等(deng)效率潛力更大的新型電(dian)池(chi)新技(ji)(ji)術紛(fen)紛(fen)涌現。激光(guang)是光(guang)伏電(dian)池(chi)實現降本增效的有(you)效技(ji)(ji)術，在刻蝕(shi)、開槽、摻雜、修(xiu)復以(yi)及金屬化等(deng)領域均(jun)體現出(chu)相(xiang)較于傳統技(ji)(ji)術的明顯(xian)優勢，激光(guang)技(ji)(ji)術在各類電(dian)池(chi)技(ji)(ji)術中都有(you)廣闊的發展空間(jian)。

激光工藝在PERC技術的應用

       激(ji)光技術在(zai)PERC電池端的應用主要(yao)包括激(ji)光摻雜(za)（SE）、激(ji)光消(xiao)融、激(ji)光劃片等(deng)，激(ji)光消(xiao)融和激(ji)光摻雜(za)已經(jing)成為標配性技術。此(ci)外，激(ji)光在(zai)光伏(fu)電池端還有(you)部分小眾型(xing)應用，如(ru)激(ji)光MWT打(da)孔、LID/R修復(fu)等(deng)，具體(ti)來看：

       激光摻雜設備：SE（Selective emitter）為選擇(ze)性(xing)發射極(ji)，在前道(dao)擴散工(gong)序產生的磷(lin)硅玻(bo)璃層(ceng)的基礎上，利用激光的可選擇(ze)性(xing)加熱特性(xing)，在電(dian)極(ji)柵線與硅片(pian)接觸部位(wei)進(jin)行(xing)高濃度(du)磷(lin)摻(chan)雜(za)(za)，形成n++重摻(chan)雜(za)(za)區(qu)(qu)。激光摻(chan)雜(za)(za)可提高電(dian)極(ji)接觸區(qu)(qu)域的摻(chan)雜(za)(za)濃度(du)，降低接觸電(dian)阻。

       激光消融設備：利用(yong)(yong)激光(guang)對鈍(dun)化膜精(jing)密(mi)刻(ke)蝕，實(shi)現微納級高精(jing)度的局部接觸。該工(gong)藝為(wei)PERC技(ji)術(shu)增強鈍(dun)化的核(he)心工(gong)藝之一，同時要求激光(guang)加(jia)工(gong)具有精(jing)確(que)的能(neng)量分布、作用(yong)(yong)時間控(kong)制以及脈沖穩定性。PERC技(ji)術(shu)可使單晶(jing)電池光(guang)電的轉換效率從20.3%提升至21.5%。

其他設備：

1）MWT打孔設備：應(ying)用金屬(shu)穿孔(kong)卷(juan)繞技(ji)術進行激光(guang)打孔(kong)，將電(dian)(dian)池(chi)正面電(dian)(dian)極搜集的(de)電(dian)(dian)流通(tong)過孔(kong)洞中的(de)銀漿引(yin)導(dao)背面，而消除正面電(dian)(dian)極的(de)主柵(zha)線，從而減少正面柵(zha)線的(de)遮光(guang)。由于MWT電(dian)(dian)池(chi)較為小(xiao)眾，該設備僅在日托光(guang)伏等企業有少量應(ying)用。

2）LID/R修復設備：采用(yong)超高功率(lv)激(ji)光照(zhao)(zhao)射電(dian)池片，減少(shao)載(zai)流(liu)(liu)子復合損(sun)失，從而降(jiang)低(di)光致衰減現象。通常而言(yan)，降(jiang)低(di)光致衰減的(de)主流(liu)(liu)方法為熱(re)處理、鹵素燈照(zhao)(zhao)射等，均(jun)可與燒結工序結合完成，因(yin)此(ci)目前激(ji)光修復在(zai)P型電(dian)池應用(yong)較少(shao)。

3）激光劃片設備：用于組件端半(ban)片/疊瓦(wa)電池的切(qie)割，存(cun)在熱(re)激(ji)光切(qie)割和無損激(ji)光切(qie)割等工藝。

激光設備在PERC電池/組(zu)件(jian)制造中的應用

激光在N型電池中的應用

       激(ji)(ji)光(guang)(guang)在N型(xing)電池中的應用包(bao)括激(ji)(ji)光(guang)(guang)摻雜、激(ji)(ji)光(guang)(guang)修復、激(ji)(ji)光(guang)(guang)刻蝕、激(ji)(ji)光(guang)(guang)轉印等，價值(zhi)量(liang)較PERC時代(dai)有(you)望成倍增長，因此(ci)N型(xing)電池放量(liang)也將帶來(lai)光(guang)(guang)伏激(ji)(ji)光(guang)(guang)設(she)備(bei)市場空間快速(su)擴(kuo)容(rong)。

激光(guang)在N型電池片(pian)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)

TOPCon：激光摻雜提升效率，有望成為標配工藝

       TOPCon全稱Tunnel Oxide Passivated Contact，即(ji)隧穿氧化(hua)層(ceng)鈍化(hua)接觸太陽能電(dian)池結(jie)構(gou)。2013年德國Fraunhofer太陽能研(yan)究所首次提出(chu)TOPCon電(dian)池結(jie)構(gou)，使(shi)用磷摻雜的硅(gui)薄膜實(shi)現(xian)電(dian)子(zi)選(xuan)(xuan)擇(ze)性接觸，并在其(qi)與晶體硅(gui)之間制備一層(ceng)小于2nm的隧穿氧化(hua)層(ceng)，形成(cheng)電(dian)子(zi)選(xuan)(xuan)擇(ze)性鈍化(hua)接觸。其(qi)隧穿原理是(shi)使(shi)得多(duo)數(shu)載流(liu)子(zi)可以隧穿氧化(hua)層(ceng)，對少數(shu)載流(liu)子(zi)起阻擋作用，實(shi)現(xian)了載流(liu)子(zi)選(xuan)(xuan)擇(ze)性通過，降低少數(shu)載流(liu)子(zi)的復(fu)合(he)速率，即(ji)規避(bi)了金屬電(dian)極接觸高復(fu)合(he)風(feng)險，因(yin)而TOPCon電(dian)池具有較高的開路電(dian)壓。

        在TOPCon電池生產流程中，激(ji)光(guang)(guang)技術可以用于選擇性重摻（SE工(gong)藝）及激(ji)光(guang)(guang)轉印等環(huan)節。

TOPCon+SE電(dian)池結構

HJT：激光修復可穩定保持效率增益

       異質結（HJT）是一(yi)種特殊的PN結，由(you)非晶硅(gui)(gui)和(he)晶體硅(gui)(gui)材料(liao)形(xing)成，是在晶體硅(gui)(gui)上(shang)沉積非晶硅(gui)(gui)薄(bo)膜，屬于(yu)N型電池(chi)(chi)中的一(yi)種。HJT（Heterojunction）電池(chi)(chi)最(zui)早由(you)日本三洋公司于(yu)1990年成功(gong)開(kai)發制備(bei)方(fang)法。激光在HJT電池(chi)(chi)中的應用包括激光修(xiu)復LIR和(he)激光轉印(yin)。

IBC：激光開槽有效解決IBC電池制備難題

       IBC電池(chi)可與(yu)HJT、TOPCon、鈣(gai)鈦(tai)礦等多種(zhong)電池(chi)疊(die)加(jia)，效率提(ti)升(sheng)潛力(li)大(da)。IBC電池(chi)可與(yu)多種(zhong)不同(tong)電池(chi)技術(shu)疊(die)加(jia)，形成不同(tong)工藝路線，包括(kuo)：

1）以SunPower為代表的經典(dian)IBC電池工(gong)藝；

2）以ISFH為代表的(de)(de)POLO-IBC電池工藝，由于POLO-IBC工藝復雜(za)，業內更看好低(di)成本的(de)(de)同源(yuan)技術(shu)TBC電池工藝（TOPCon-IBC）；

3）以Kaneka為代表的HBC電池工藝（IBC-HJT）；

4）與鈣鈦礦疊(die)加形(xing)成PSC IBC疊(die)層(ceng)電池工藝。

       IBC電(dian)池(chi)的(de)PN結(jie)及電(dian)極均位于背(bei)面，結(jie)構優(you)化效(xiao)率優(you)勢明(ming)顯。IBC（Interdigitated back contact）電(dian)池(chi)，即背(bei)接觸(chu)(chu)型太(tai)陽能電(dian)池(chi)，將P/N結(jie)、基底與(yu)發射區的(de)接觸(chu)(chu)電(dian)極以(yi)交(jiao)叉(cha)指形(xing)狀(zhuang)做在電(dian)池(chi)背(bei)面。

       IBC電(dian)池(chi)(chi)的結(jie)構(gou)性優勢有：①正面遮光面積(ji)為零；②正面沒有柵線，沒有接觸復合和絨面結(jie)構(gou)大小的限制，表面陷光效應和鈍化效果可以達到最優化；③增加電(dian)池(chi)(chi)在組件中(zhong)的排列密度。因此，IBC從結(jie)構(gou)上打破傳統晶(jing)硅電(dian)池(chi)(chi)的結(jie)構(gou)限制，為提(ti)高電(dian)池(chi)(chi)效率提(ti)供較大空間。

IBC電池(chi)結構

        目前激光開槽技術在IBC電池上(shang)的應(ying)用主要為①刻蝕掩膜(mo)、制備PN區交叉(cha)指(zhi)結構；②PN區隔離(li)；③鈍化膜(mo)開槽。

       激光(guang)開(kai)槽工藝(yi)可(ke)以(yi)低(di)成(cheng)(cheng)本地(di)制(zhi)備PN區(qu)(qu)(qu)結構。IBC電(dian)池工藝(yi)的關(guan)鍵問題(ti)在于(yu)制(zhi)備呈(cheng)叉指(zhi)狀間(jian)隔排列的P區(qu)(qu)(qu)和(he)N區(qu)(qu)(qu)、制(zhi)備更好的表面鈍化層和(he)金屬化。對應的是目前IBC的劣勢，如需要(yao)多(duo)步(bu)(bu)打(da)掩(yan)膜的步(bu)(bu)驟(zou)，制(zhi)程(cheng)更加復雜；PN電(dian)極之(zhi)間(jian)有漏電(dian)風險(xian)。通過激光(guang)刻蝕，可(ke)以(yi)繞過掩(yan)膜，更低(di)成(cheng)(cheng)本地(di)制(zhi)備PN區(qu)(qu)(qu)；更靈活準確地(di)去除鈍化膜形成(cheng)(cheng)金屬化的接觸區(qu)(qu)(qu)。

        激(ji)光(guang)開槽(cao)也可以應用于IBC電(dian)(dian)池PN區(qu)分離(li)(li)。為防止(zhi)短路(lu)，XBC電(dian)(dian)池背(bei)面的P區(qu)和N區(qu)之(zhi)間往往需(xu)要隔離(li)(li)，PN區(qu)隔離(li)(li)有多種(zhong)方式，可以利用未進(jin)行摻(chan)雜(za)(za)的非晶硅避免P型(xing)摻(chan)雜(za)(za)區(qu)和N型(xing)摻(chan)雜(za)(za)區(qu)直(zhi)接(jie)相通(tong)，也可以在P型(xing)摻(chan)雜(za)(za)區(qu)和N型(xing)摻(chan)雜(za)(za)區(qu)進(jin)行激(ji)光(guang)開槽(cao)進(jin)行隔離(li)(li)。

IBC電池PN區(qu)分離(li)

       此外，激光開槽(cao)也可以(yi)應(ying)用于IBC、TBC等電(dian)(dian)(dian)池鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)形成后、金屬化(hua)(hua)(hua)開始前的(de)(de)接觸結構刻蝕(shi)環節。激光開槽(cao)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)，在N型單晶(jing)硅片背面的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)層上進(jin)行(xing)激光開窗，并(bing)將電(dian)(dian)(dian)極從N區和(he)P區上引出(chu)來，進(jin)行(xing)金屬化(hua)(hua)(hua)。背鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)池中的(de)(de)背鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)層一(yi)(yi)般(ban)由氧化(hua)(hua)(hua)鋁和(he)氮化(hua)(hua)(hua)硅、氧化(hua)(hua)(hua)鋁和(he)氧化(hua)(hua)(hua)硅或摻雜多晶(jing)硅和(he)氧化(hua)(hua)(hua)硅組成，一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鋁厚(hou)度(du)(du)為(wei)520nm，氮化(hua)(hua)(hua)硅厚(hou)度(du)(du)范圍為(wei)70220nm，常見的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鋁厚(hou)度(du)(du)在10nm，氮化(hua)(hua)(hua)硅厚(hou)度(du)(du)在70100nm時，背鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)呈淡藍色，為(wei)進(jin)一(yi)(yi)步改(gai)善(shan)表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)效果，部(bu)分廠家增加(jia)拋(pao)光工藝，使得背鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)對(dui)可見光波段(duan)的(de)(de)光反(fan)射率高于其它波段(duan)。

       激(ji)光開槽(cao)可以(yi)同時(shi)保(bao)證較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)(chu)電(dian)(dian)阻(zu)、較(jiao)高的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)與較(jiao)好的(de)(de)(de)鈍化(hua)效(xiao)果。由(you)于通過激(ji)光消融方(fang)式開槽(cao)，漿料(liao)可以(yi)利用低(di)溫燒結即可實現柵線與P型/N型摻雜多晶(jing)硅(gui)良好的(de)(de)(de)歐(ou)姆(mu)接(jie)觸(chu)(chu)，在(zai)保(bao)證較(jiao)低(di)接(jie)觸(chu)(chu)電(dian)(dian)阻(zu)的(de)(de)(de)同時(shi)，減少柵線區域(yu)的(de)(de)(de)金屬誘(you)導復合，提高電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)，且避免了(le)高溫燒結漿料(liao)對(dui)P型/N型摻雜多晶(jing)硅(gui)具有破壞性而導致柵線區域(yu)金屬誘(you)導復合隨溫度(du)升高而降低(di)電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)問題；同時(shi)，也避免高溫燒結漿料(liao)對(dui)隧穿氧(yang)化(hua)層(ceng)產生破壞，確保(bao)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)鈍化(hua)效(xiao)果。

激光轉印：通用型金屬化技術，降本顯著空間廣

       激(ji)光(guang)轉印是一種(zhong)新型的(de)無接觸式金(jin)(jin)屬化(hua)技(ji)術，適用(yong)于(yu)(yu)PERC、TOPCON、HJT、IBC等所(suo)有類型電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)片。電(dian)(dian)(dian)極金(jin)(jin)屬化(hua)用(yong)于(yu)(yu)制備太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)極，是光(guang)伏電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)制造的(de)必備工序。電(dian)(dian)(dian)極金(jin)(jin)屬化(hua)有較(jiao)多實現方式，目(mu)前(qian)的(de)主流方法(fa)為接觸式的(de)絲網(wang)印刷，目(mu)前(qian)行業也在積極探(tan)索激(ji)光(guang)轉印、電(dian)(dian)(dian)鍍(du)銅等新型金(jin)(jin)屬化(hua)方式的(de)產(chan)業化(hua)，助力(li)光(guang)伏電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)片進一步降本增(zeng)效。

激光轉印原(yuan)理(li)圖

       激光轉(zhuan)印相比(bi)(bi)絲網(wang)印刷(shua)優(you)勢顯著，有望成為(wei)主流技術之一。相比(bi)(bi)于(yu)(yu)傳(chuan)統的絲網(wang)印刷(shua)，激光轉(zhuan)印主要的優(you)勢在(zai)于(yu)(yu)：

1）激光轉印的柵線更(geng)細，現在可以做到18微米以下，漿料節省30%，在PERC上已經(jing)得到論證，在TOPCon、HJT等(deng)路線上的節省量會(hui)更(geng)高；

2）印刷(shua)高度一致性(xing)、均勻性(xing)優良，誤(wu)差在2μm，低溫銀漿也同樣適(shi)用；

3) 可(ke)以改變(bian)柔(rou)性膜的(de)槽(cao)型，根據(ju)不同的(de)電(dian)池(chi)結(jie)構，來(lai)實現即定的(de)柵線形(xing)狀(zhuang)，改善電(dian)性能；

4）激(ji)光轉印為非接觸式印刷(shua)，可(ke)以(yi)避免擠壓式印刷(shua)存在的(de)隱裂、破(po)片(pian)(pian)、污染、劃傷等問題(ti)。同時，未來(lai)硅片(pian)(pian)薄片(pian)(pian)化趨勢，薄片(pian)(pian)化會(hui)帶來(lai)更多隱裂問題(ti)，激(ji)光轉印由于(yu)非接觸式印刷(shua)，可(ke)以(yi)有效解決這(zhe)個(ge)問題(ti)。

激光轉(zhuan)印VS絲(si)網印刷(shua)

       激光(guang)轉(zhuan)印具備通用(yong)(yong)(yong)性(xing)，未來產業化空間廣闊。激光(guang)轉(zhuan)印是一種通用(yong)(yong)(yong)型技術(shu)，對于電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)片技術(shu)和漿(jiang)料類型沒有(you)(you)選擇性(xing)，在PERC/TOPCon/HJT/IBC等所(suo)有(you)(you)光(guang)伏電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)片的金屬化環(huan)節均可以(yi)使用(yong)(yong)(yong)，同(tong)時也適(shi)用(yong)(yong)(yong)于高溫(wen)(wen)銀(yin)(yin)漿(jiang)、低(di)溫(wen)(wen)銀(yin)(yin)漿(jiang)、銀(yin)(yin)包銅等所(suo)有(you)(you)漿(jiang)料類型。由(you)于TOPCon和HJT等N型電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)均為雙面銀(yin)(yin)漿(jiang)，且HJT所(suo)用(yong)(yong)(yong)的低(di)溫(wen)(wen)銀(yin)(yin)漿(jiang)粘稠度(du)高、耗銀(yin)(yin)量更大，因此(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)片銀(yin)(yin)漿(jiang)成本目(mu)前遠高于PERC電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)激光(guang)轉(zhuan)印能夠有(you)(you)效降低(di)N型電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)銀(yin)(yin)漿(jiang)成本，加速N型電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)產業化進程。

激光技術在組件端的應用：薄膜打孔、無損劃片

       激光薄膜打孔：用于(yu)雙(shuang)面玻璃(li)(li)打(da)孔。雙(shuang)玻組(zu)(zu)件的(de)蓋板和背(bei)(bei)板都需(xu)要使用光(guang)伏玻璃(li)(li)，而背(bei)(bei)板光(guang)伏玻璃(li)(li)需(xu)要在特定位置打(da)孔才能(neng)把光(guang)伏電池組(zu)(zu)件的(de)電流導線引出(chu)到接線盒，因此光(guang)伏玻璃(li)(li)背(bei)(bei)板打(da)孔是(shi)組(zu)(zu)件加(jia)工中必不可少的(de)一(yi)道工序。

       目(mu)前(qian)雙(shuang)玻(bo)組件的背(bei)板玻(bo)璃鉆孔有機(ji)械(xie)法(fa)和激光(guang)(guang)法(fa)兩種技術，相比于(yu)傳(chuan)統機(ji)械(xie)法(fa)，激光(guang)(guang)法(fa)具有以下優勢：

1）激光(guang)法前期固定投(tou)資高，但是(shi)后期維護成本低，這是(shi)由于機械法需要更換(huan)易耗品玻(bo)璃鉆(zhan)頭(tou)、并(bing)且需要冷卻(que)水(shui)噴淋和收集；

2）激光(guang)鉆(zhan)孔(kong)可(ke)以自由切換圓(yuan)孔(kong)、方(fang)孔(kong)、異形孔(kong)等孔(kong)型和孔(kong)徑需求(qiu)；

3）加工(gong)(gong)(gong)量率高(gao)，根據大(da)族(zu)激(ji)光(guang)，2.5mm厚(hou)度玻(bo)(bo)璃(li)(li)加工(gong)(gong)(gong)良率方面，激(ji)光(guang)法鉆孔高(gao)于(yu)機(ji)械鉆孔5%左右，未來隨著光(guang)伏玻(bo)(bo)璃(li)(li)輕薄(bo)化趨(qu)勢(shi)，激(ji)光(guang)加工(gong)(gong)(gong)良率優勢(shi)將更加顯(xian)著；

 4）加(jia)工精度高、加(jia)工品(pin)質好，孔內(nei)壁無粉塵殘留、損傷低。

       激光無損切割：替代傳統有損(sun)(sun)(sun)工藝(yi)，無微裂(lie)(lie)紋、熱損(sun)(sun)(sun)傷低(di)，組件效率損(sun)(sun)(sun)失降低(di)0.05，兼(jian)容PERC/TOPCon /HJT等各種主流電池(chi)片(pian)(pian)。常規半片(pian)(pian)/疊瓦電池(chi)的(de)切片(pian)(pian)采用激光熱切割(ge)(ge)，即通過聚焦的(de)激光光斑在電池(chi)片(pian)(pian)上(shang)形成(cheng)熔融溝槽，再(zai)外部施加掰斷力，這種方法(fa)容易帶來切割(ge)(ge)斷面的(de)微裂(lie)(lie)紋和電池(chi)表面較大(da)的(de)熱影響區，對(dui)于薄(bo)片(pian)(pian)化的(de)HJT電池(chi)可能帶來更大(da)效率損(sun)(sun)(sun)失。無損(sun)(sun)(sun)切割(ge)(ge)技術可以采用分離式激光照射(she)(she)或旁軸照射(she)(she)光路，誘(you)導電池(chi)片(pian)(pian)產生裂(lie)(lie)紋并延伸(shen)裂(lie)(lie)開(kai)，可降低(di)隱裂(lie)(lie)，預計可降低(di)組件端(duan)的(de)效率損(sun)(sun)(sun)失0.05，同時(shi)對(dui)于生產良率的(de)提(ti)升亦有幫助。

        深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心，自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新，在智能自動化領域研發出視覺對位系統、機械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產權產品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業領域。雙翌視覺系統最高生產精度可達um級別，圖像處理精準、速度快，將智能自動化制造行業的生產水平提升到一個更高的層次，改進了以往落后的生產流程，得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產的普及與發展，雙翌將為廣大生產行業帶來更全面、更精細、更智能化的技術及服務。