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1、(10)申请公布号 CN 102248289 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102248289 A *CN102248289A* (21)申请号 201110006512.5 (22)申请日 2011.01.13 B23K 26/06(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人 苏州德龙激光有限公司 地址 215021 江苏省苏州市工业园区苏虹中 路 77 号 (72)发明人 赵裕兴 徐海宾 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 王玉国 陈忠辉 (54) 发明名称 晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备 (57)。
2、 摘要 本发明涉及晶硅太阳能电池的激光划线绝缘 设备， 激光器的输出端设置有扩束镜， 扩束镜的输 出端布置有扫描振镜装置， 所述扫描振镜装置包 含 CCD 镜头、 转角镜片、 振镜头和扫描场镜， 转角 镜片与扩束镜的输出端相衔接， 转角镜片上安装 CCD 镜头， 转角镜片的输出端连接振镜头， 振镜头 的输出端连接扫描场镜， 扫描场镜正对于加工平 台， 加工平台安装于 X 轴直线导轨上， X 轴直线导 轨安装于 Y 轴直线导轨上， Y 轴直线导轨与 X 轴直 线导轨相垂直。具备同轴影像模组的扫描振镜结 构实现高速扫描划线和影像实时监测功能， 该设 备具有精度高、 热效应区域小、 绝缘性好等特点。。
3、 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102248289 A1/1 页 2 1. 晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备， 其特征在于 ： 激光器 (1) 的输出端设置有扩 束镜 (2)， 扩束镜 (2) 的输出端布置有扫描振镜装置 (3)， 所述扫描振镜装置 (3) 包含 CCD 镜头(7)、 转角镜片(8)、 振镜头(9)和扫描场镜(10)， 转角镜片(8)与扩束镜(2)的输出端 相衔接， 转角镜片 (8) 上安装 CCD 镜头 (7)， 转角镜片 (8) 的输出端连接振镜头 (9)， 振镜头。
4、 (9)的输出端连接扫描场镜(10)， 扫描场镜(10)正对于加工平台(4)， 加工平台(4)安装于 X 轴直线导轨 (5) 上， X 轴直线导轨 (5) 安装于 Y 轴直线导轨 (6) 上， Y 轴直线导轨 (6) 与 X 轴直线导轨 (5) 相垂直。 2. 根据权利要求 1 所述的晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备， 其特征在于 ： 所述激 光器 (1) 是输出波长为红外 1064nm 或可见光 532nm 或紫外光 355nm 的半导体端面泵浦激 光器。 权 利 要 求 书 CN 102248289 A1/3 页 3 晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备 技术领域 0001 本发明涉及一种激光。
5、划线设备， 尤其涉及用于晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设 备， 属于激光精密加工制造技术领域。 背景技术 0002 近年来由于环保意识的提高以及石油短缺日益严重， 如何有效利用取之不尽、 用 之不竭的太阳能， 降低太阳能电池发电成本， 逐渐成为共同研发目标。 0003 太阳电池原理主要是以半导体材料硅为基体， 利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂 质 ： 当掺入硼杂质时， 硅晶体中就会存在一个空穴， 形成 n 型半导体 ； 同样， 掺入磷原子后， 硅晶体中会有一个电子， 形成 p 型半导体， p 型半导体和 n 型半导体结合形成 pn 结， 当太阳 光照射时， pn 结中 n 型半导体的空穴往 p 型区。
6、移动， 而 p 型区的电子往 n 型区移动， 从而形 成 n 型区到 p 型区的电流， 在 pn 结中形成电势差， 这就形成了电源。 0004 晶硅太阳能电池生产工艺环节中， 在晶硅电池的正面印刷线状银电极， 在晶硅电 池的背面印刷铝面和银电极。而在电池内部形成 pn 结的正面 n 极区域仅仅是表面以下几 百纳米， 正面的 n 极区域会通过电池片的边缘和背面电极直接产生短路电流， 因此在晶硅 太阳能电池的生产工艺环节需要在电池片的边缘蚀刻绝缘。 现在可行的边缘蚀刻工艺包括 等离子蚀刻、 化学蚀刻和激光划线绝缘。 0005 激光划线绝缘是一种非接触式蚀刻绝缘方法， 与等离子蚀刻和化学蚀刻相比， 。
7、不 会产生氟化物气体、 强酸强碱溶液的排放， 属于节能环保型加工工艺。 此外激光划线绝缘工 艺没有化学品等耗材的消耗， 生产成本小。 发明内容 0006 本发明的目的是克服现有技术存在的不足， 提供一种晶硅太阳能电池的激光划线 绝缘设备。 0007 本发明的目的通过以下技术方案来实现 ： 0008 晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备， 特点是 ： 激光器的输出端设置有扩束镜， 扩 束镜的输出端布置有扫描振镜装置， 所述扫描振镜装置包含 CCD 镜头、 转角镜片、 振镜头和 扫描场镜， 转角镜片与扩束镜的输出端相衔接， 转角镜片上安装 CCD 镜头， 转角镜片的输出 端连接振镜头， 振镜头的输出端。
8、连接扫描场镜， 扫描场镜正对于加工平台， 加工平台安装于 X 轴直线导轨上， X 轴直线导轨安装于 Y 轴直线导轨上， Y 轴直线导轨与 X 轴直线导轨相垂 直。 0009 进一步地， 上述的晶硅太阳能电池的激光划线绝缘设备， 其中， 所述激光器是输出 波长为红外 1064nm 或可见光 532nm 或紫外光 355nm 的半导体端面泵浦激光器。 0010 本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 ： 0011 本发明激光划线绝缘设备， 具有精度高、 热效应区域小、 绝缘性好等特点。采用高 性能半导体端面泵浦激光器保证激光划线的品质和效率。 具备同轴影像模组的扫描振镜结 说 明 书。
9、 CN 102248289 A2/3 页 4 构实现高速扫描划线和影像实时监测功能。 附图说明 0012 下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明 ： 0013 图 1 ： 本发明设备的光路结构示意图 ； 0014 图 2 ： 扫描振镜装置的结构示意图 ； 0015 图 3 ： 加工平台的结构示意图。 0016 图中各附图标记的含义见下表 ： 0017 具体实施方式 0018 本发明涉及的晶硅太阳能电池绝缘设备采用高功率半导体泵浦光源在晶硅电池 边缘聚焦扫描后形成20um左右宽的绝缘槽， 达到晶硅太阳能电池表面n极区域与背电极绝 缘的目的。 0019 如图 1 所示， 晶硅太阳能电池的激光划线。
10、绝缘设备， 主要包括激光器、 光学系统、 加工平台、 控制系统和影像系统。激光器 1 是输出波长为红外 1064nm 或可见光 532nm 或紫 外光 355nm 的半导体端面泵浦激光器， 激光器 1 的输出端设置有扩束镜 2， 扩束镜 2 的输出 端布置有扫描振镜装置3， 如图2所示， 扫描振镜装置3包含CCD镜头7、 转角镜片8、 振镜头 9 和扫描场镜 10， 转角镜片 8 与扩束镜 2 的输出端相衔接， 转角镜片 8 上安装 CCD 镜头 7， 转角镜片 8 的输出端连接振镜头 9， 振镜头 9 的输出端连接扫描场镜 10， 扫描场镜 10 正对 于加工平台 4， 加工平台 4 安装于。
11、 X 轴直线导轨 5 上， X 轴直线导轨 5 安装于 Y 轴直线导轨 6 上， Y 轴直线导轨 6 与 X 轴直线导轨 5 相垂直。激光器 1 发出的激光经过光学系统聚焦于 放置在加工平台上的加工材料的表面， 控制系统用于激光器、 加工平台、 影像系统的综合控 制。扫描振镜装置 3， 用于晶硅太阳能电池边缘快速扫描划线。加工平台 4 开有真空吸附小 孔， 保证加工时晶硅电池吸附牢固。 0020 激光器 1 出射的激光入射到扩束镜 2 中， 该扩束镜 2 具有可调倍率与发散角功能， 可对出射激光光斑直径及发散角进行连续调节。经扩束镜 2 后入射到扫描振镜装置 3 中， 该扫描振镜装置 3 的作。
12、用包括将入射激光光束聚焦以及实现工件表面绝缘线的高速扫描。 经扫描振镜装置 3 后激光光斑在吸附于加工平台 4 上的工件表面聚焦。 0021 其中， 激光光束入射到扫描振镜装置的转角镜片 8， 转角镜片 8 对激光光束全透 说 明 书 CN 102248289 A3/3 页 5 射， 对影像光束全反射。入射的激光光束透过转角镜片 8 入射到振镜头 9， 激光光束经过振 镜头9入射到扫描场镜10， 激光光束透过扫描场镜10聚焦于工件表面。 工件表面的影像光 反射进入扫描场镜 10， 影像光通过扫描场镜 10 入射到振镜头 9， 影像光通过振镜头 9 入射 到转角镜片 8， 转角镜片 8 对影像光。
13、全反射， 影像反射光成像于 CCD 镜头 7。 0022 如图 3 所示， 加工平台 4 表面有 3 个定位销 11， 3 个定位销 11 组成直角靠山。加 工平台 4 表面有若干真空吸附小孔 12， 具体应用时保证加工平台 4 和工件之间不会相对滑 动。加工平台 4 表面设计有钻孔槽， 具体应用时钻孔槽内部通有集尘气流， 保证钻孔后的材 料残渣的排泄。实际加工时， 加工工件按照定位销 11 放置于加工平台 4 表面， 由真空吸附 小孔12保证加工工件和加工平台4之间不会产生相对滑动， 通过具备同轴影像模块的扫描 振镜 3 中的 CCD 镜头 7 对工件进行精确平面对位， 激光光束经过扫描振镜 3 聚焦于加工工 件表面， 并通过扫描振镜 3 实现高速线性扫描， 实现对工件绝缘蚀刻的目的。 0023 需要理解到的是 ： 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 对于本技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102248289 A1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102248289 A2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 。