[实用新型]一种硅晶片激光改性设备系统

说明书

技术领域

本实用新型属于激光设备技术领域，涉及一种对硅晶片进行激光改性的设备系统，此系统用于对硅晶片进行改性以提高硅光电池的光电转换效率，应用光伏产业。 

背景技术

目前公知的提高硅电池片光电转换效率的技术方案是：(1)采用双层减反射膜，以降低电池片表面光反射损失；(2)采用机械或激光刻槽埋藏栅线技术，以减小电池表面栅线的遮光损失；(3)采用高效低电阻(0.2Ωm)，以减少光传导损失；(4)考虑其他一些措施，减少电池内部及表面复合损失。 

上述所有方案均不涉及对硅片材料本身的改性，因此所获得的光电转换效率的提高身份有限。 

近些年来，国内外已有许多研究者在对硅晶片进行激光改性研究，以求获得高光电转化率的黑硅(black silicon)材料。由于高度保密，从未见到有此种改性的设备系统公开发表。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供对硅晶片进行激光改性的设备系统，可对硅晶片进行改性以提高硅光电池的光电转换效率。 

本实用新型的硅晶片激光改性设备系统，由三个子系统构成：第一个子系统由激光器2与控制激光器的计算机3连接和光路转换系统1构成独立的激光打击系统；第二个子系统真空室系统由真空室5、垫板7、真空泵11及介质气体瓶12构成；第三个子系统移动平台系统由移动平台8、移动平台控制器9、操纵移动平台控制器的计算机10构成。真空室5分别与真空泵11和介质气瓶 12连通，真空室5放在移动平台8上，真空室5内放有垫板7，工作时将硅片放在垫片上，移动平台8与移动平台控制器9相连接，移动平台控制器9与计算机10连接。 

本实用新型中光路转换系统1由几组反射镜及相应支架组成，可根据需要设置；激光器2为飞秒(fs)或皮秒(ps)或纳秒(ns)激光器，激光器有关参数如波长、重复频率、脉冲宽度、环境介质等可根据需要选取；根据工作需要激光器可选1个或多个，可达数十个，激光器越多，则激光束也越多，激光处理1块硅晶片所用时间就越短；移动平台8的运动轨迹可根据需要由计算机10通过控制器9进行实现。 

本实用新型的有益效果是可以可靠、快捷地对硅晶片进行激光改性(定点打击或移动打击)，所获得的改性晶片之光电转换效率有明显提高。移动平台在设定的软件驱动下，可令一束或多束激光束在硅片上进行不同轨迹打击，产生不同改性效果。 

附图说明

图1本实用新型的设备系统示意图； 

图2实施例的未经激光改性硅电池片的I-V曲线图； 

图3是实施例已激光改性硅电池片的I-V曲线图； 

在图1中，1、光路转换系统；2、激光器；3、计算机；4、激光束；5、真空室；6、硅晶片；7、垫板；8、移动平台；9、移动平台控制器；10、计算机；11、真空泵；12、介质气瓶。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。硅晶片激光改性设备系统，由三个子系统构成：第一个子系统由激光器2与控 制激光器的计算机3连接和光路转换系统1构成独立的激光打击系统；第二个子系统真空室系统由真空室5、垫板7、真空泵11及介质气体瓶12构成；第三个子系统移动平台系统由移动平台8、移动平台控制器9、操纵移动平台控制器的计算机10构成。真空室5分别与真空泵11和介质气瓶12连通，真空室5放在移动平台8上，真空室5内的垫板7放在移动平台8上，移动平台8与移动平台控制器9相连接，移动平台控制器9与计算机10连接。 

激光器2为纳秒(ns)激光器，激光器的主要参数是：输出波长1064nm，重复频率10HZ，脉冲宽度6ns，由真空泵对真空室抽真空，然后通过介质气瓶对真空室充介质气体，介质气体为含硫气体SF₆。激光器通过相应的光路转换系统产生的激光束4对放在真空室内垫片上的硅片6进行一点或多点打击。 

硅片经激光改性后，微观形貌中峰形结构明显，且峰顶有一个小球；由图2和图3可见，激光改性后光电转换系数相对于未经激光改性时提高15％以上。