Laseranwendungen in der Photovoltaikindustrie

Bei der Entwicklung und Nutzung von Photovoltaik (PV) spielt die Lasertechnologie, die für ihre hohe Präzision und Effizienz bekannt ist, eine immer wichtigere Rolle.Dieser Artikel untersucht die verschiedenen Anwendungen der Lasertechnologie im PV-Sektor und gibt einen Ausblick auf ihr zukünftiges Entwicklungspotenzial.

Laserschneiden

Die Lasertechnologie wird häufig zum Schneiden von kristallinem Silizium eingesetzt.damit die Effizienz und Leistung von PV-Modulen verbessert werdenDas Laserschneiden wird auch bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt, wo das Laserechnen die Erstellung von Mikro- und Nanostrukturen ermöglicht.Verbesserung der Lichtabsorption und Erhöhung der Zellleistung.

Als hochpräzises Verfahren wird das Laserschneiden verwendet, um Silizium-Solarzellen in die gewünschte Größe zu schneiden.Das Material absorbiert die Photonenergie.Wenn die Laserenergie ausreichend hoch ist, wird die Oberfläche des Materials bis zu einem Punkt erhitzt, der zur Schmelze oder Verdampfung führt.und typischerweise Verdampfung für Nichtmetalle wie Kunststoffe oder Holz.

Laser-Doping

Das Laser-Doping ist eine Materialverarbeitungstechnik, die in Halbleitern - insbesondere in Silizium - weit verbreitet ist, um ihre elektrischen Eigenschaften zu verändern. The core principle involves irradiating the semiconductor surface with a high-power laser to locally melt the substrate and incorporate dopant materials (commonly boron or phosphorus) into the silicon lattice.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

1. Hohe Präzision: Laser-Doping bietet eine ausgezeichnete räumliche Auflösung und Dopingkontrolle.
2. Berührungslose Verarbeitung: Als berührungsfreie Methode verhindert sie mechanische Beschädigungen oder Kontaminationen und ist somit ideal für Hochleistungsgeräte geeignet.
3. Hohe Durchsatzleistung: Das Verfahren ist schnell und für die Großproduktion geeignet.
4. Breite Materialkompatibilität: Anwendbar auf verschiedene Halbleiter, einschließlich Silizium, Gallium-Arsenid und Indium-Arsenid.

Laserübertragungsdruck (Musterübertragungsdruck, PTP)

Das Laser-Muster-Transfer-Druckverfahren ist eine neu entstehende Kontaktlose Drucktechnik, bei der die gewünschte Paste auf einen flexiblen, transparenten Träger beschichtet wird.dann mit einem hohe Leistung Laserstrahl, um selektiv und schnell die Paste vom Träger auf die Zelloberfläche zu übertragen feine Rasterlinien zu bilden.

Zu den wichtigsten Prozessschritten gehören:

1. Herstellung von Substraten: Das Substrat umfasst typischerweise eine transparente leitfähige Oxidschicht (TCO), um Strom zu sammeln und zu leiten.
2. Laserbestrahlung: Ein Laserstrahl wird präzise über das Substrat gescannt, lokal gesintert oder gestaltet, um die gewünschte Elektrodenstruktur zu bilden.
3. Schichtstapeln: Aktive Schichten und Elektroden können über Laserübertragung Schicht für Schicht übertragen werden.
4. Verkapselung: Die letzte Zelle wird durch Formgebung und Verkapselung gebildet.

Zu den Vorteilen gehören:

1. Hohe Präzision: Fähig zur Erreichung von Sub-2 μm-Mustern mit ausgezeichneter Einheitlichkeit  ideal für hocheffiziente Solarzellen. Kompatibel mit Niedertemperatur-Silberpaste (in HJT-Zellen verwendet).
2. Berührungslose Verarbeitung: Verhindert Zellschäden oder Kontamination und unterstützt dünnere Wafertechnologien.
3. Hochgeschwindigkeitsfertigung: Ermöglicht eine schnelle, leistungsstarke Produktion.
4. Anpassungsfähigkeit an verschiedene Materialien: Kompatibel mit verschiedenen Materialien, einschließlich organischen Stoffen und Substraten auf Siliziumbasis.
5. Kosteneinsparungen: Im Vergleich zum Siebdruck ermöglicht der Lasertransfer schmalere Rasterlinien (bis zu 18 μm), wodurch der Verbrauch an Silberpaste um bis zu 30% reduziert wird.Dies ist besonders vorteilhaft für TOPCon- und HJT-Zellen mit teuren Silberpasten auf beiden Seiten.

- Ich weiß.

Laserbohrungen

Bei der Laserbohrung werden mit hochenergetischen Laserstrahlen lokalisierte Bereiche eines Materials bis zum Schmelzen, Verdampfen oder Ablation erhitzt, wodurch Löcher entstehen.Zeit der Exposition, und die Brennpunktposition müssen genau gesteuert werden, um eine genaue Lochbildung zu gewährleisten.

Im Photovoltaik-Sektor hat das Laserdrehen mehrere wichtige Anwendungen:

1. Verarbeitung von Solarzellen: Das Laserdrehen kann Mikro-Löcher auf Zelloberflächen bilden, wodurch die Lichtbindung verbessert und die Reflexionsverluste reduziert werden, wodurch die Umwandlungseffizienz verbessert wird.Multikristalline Zellen, und andere Photovoltaikmaterialien.
2. Vernetzung von Zellen und Modulen: Das Laserdrehen wird verwendet, um durch Löcher für elektrische Verbindungen zwischen Zellen zu schaffen, um einen reibungslosen Stromfluss zu gewährleisten und Energieverluste zu minimieren.Es unterstützt auch die Strukturlochfertigung für Modulrahmen und -anschlüsse.
3. Photovoltaik-Glasrückplatten: Bei Doppelglas-Fotovoltaikmodulen sind sowohl die Vorder- als auch die Rückseite aus Glas gefertigt.Laserdurchbohrung zu einem wesentlichen Prozess in der Verarbeitung von Glas.

Schlussfolgerung

Laserbohrungen und andere Laserverfahren spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Effizienz von Solarzellen, der Senkung der Herstellungskosten und der Verbesserung der Produktqualität.Diese Technologien tragen maßgeblich zur Entwicklung der Solarenergie und zur breiteren Einführung erneuerbarer Energiequellen bei..

Es ist erwähnenswert, daß die Anwendungen von Lasern in der Photovoltaik über die oben genannten Verfahren hinausgehen und auch Techniken wieLaserschleifen(z. B. für XBC-Zellen) undLaserablation(bei der Produktion von PERC-Zellen verwendet) u. a.

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