[发明专利]一种太阳能电池片的激光低损切割装置及方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池片的激光低损切割装置及方法，第一光纤激光器的激光聚焦于待切割太阳能电池片内部，通过振镜控制模块控制第一光纤激光器的启闭并控制第一光纤激光器在待切割太阳能电池片上画出所需激光切割图形，激光辐射加热模块沿着第一光纤激光器所划的线加热，辅助冷却模块沿着激光辐射加热模块的激光加热直线进行冷却。本发明提供的太阳能电池片的激光低损切割装置及方法，采用激光在待切割太阳能电池片内部聚焦划线的方式，在电池片内部形成材料改制层，利用热应力使电池片自行裂开，降低了激光切割过程对待切割太阳能电池片的损伤，对电池组件发电效率的提升有一定的帮助，切割过程中基本不产生粉尘，提高切割过程的安全性。

技术领域

本发明属于太阳能电池片切割技术领域，具体涉及一种太阳能电池片的激光低损切割装置及方法。

背景技术

在太阳能电池制造行业，为了提高电池组件的发电功率，需要把太阳能电池切割成等面积的若干片来制作组件，但在太阳能电池片切割的过程中要尽量减少或者避免对太阳能电池片的损伤。

目前市场上主流的太阳能电池切割技术，是利用激光在太阳能电池背面加工出贯穿电池表面的切割道，然后再采用机械方法把电池沿着激光切割道掰开。这种加工方法会对电池片造成较大的损伤；且激光切割会损伤电池片表面的钝化层及硅片本身，还会产生大量粉尘，机械应力掰裂的方式会导致切割过程中碎片的增加，增加了组件的制造成本，因此，亟需一种既能对太阳能电池进行划片，又不会对电池片本身产生很大损伤的切割方法。

中国发明专利，公开号CN111590214A，公开了一种光伏电池片切割方法及用该方法制造的电池片，使用第一道激光在电池片切割位置的边缘形成第一切割线，使用第二道激光，其光斑沿着第一切割线的裂缝前面位置进行局部加热并沿第一切割线所在的方向并向远离所述的边缘的方向移动延伸，同时对被加热位置进行冷却，利用热应力切割，该方法中局部加热与冷却同时进行，所需激光热量高，温度控制困难，这会导致裂缝不严格按照裂纹扩展方向发展，降低了裂缝的线性度，同时较高的激光功率还会灼伤电池裂缝的端面，工艺条件要求严格，成品良品率不能保证。

发明内容

为解决现有技术中太阳能电池片激光切割技术在切割过程对电池片损伤较大、易产生粉尘及利用机械应力掰裂电池片增加碎片率的技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池片的激光低损切割装置及方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种太阳能电池片的激光低损切割装置，包括激光切割模块、激光辐射加热模块和辅助冷却模块，所述激光切割模块包括第一光纤激光器和振镜控制模块，第一光纤激光器发出的激光聚焦于待切割太阳能电池片内部，振镜控制模块与第一光纤激光器连接，通过振镜控制模块控制第一光纤激光器的启闭并控制第一光纤激光器在待切割太阳能电池片上画出所需激光切割图形，在待切割太阳能电池片内部形成材料改制层，激光辐射加热模块沿着第一光纤激光器所划的线加热，辅助冷却模块沿着激光辐射加热模块的激光加热直线进行冷却。

进一步的，所述激光切割模块还包括扩束镜和物镜，所述第一光纤激光器、扩束镜和物镜顺序可拆卸式连接在一起，第一光纤激光器发出的激光依次经过扩束镜和物镜后聚焦于待切割太阳能电池片内部。

进一步的，所述激光辐射加热模块包括第二光纤激光器、准直模块和聚焦模块，所述第二光纤激光器、准直模块和聚焦模块顺序可拆卸式连接在一起，第二光纤激光器发出的激光依次经过准直模块和聚焦模块后沿第一光纤激光器所划的线加热。

进一步的，所述准直模块包括准直透镜，聚焦模块包括聚焦透镜，第二光纤激光器出光口位于准直透镜的一倍焦距处，激光经准直后以平行光出射，平行光入射后会聚焦在聚焦透镜的后焦距处。

进一步的，所述第二光纤激光器发出的激光依次经过准直模块和聚焦模块后激光光斑直径大小为2mm～3mm，激光加热速度为400mm/s～900mm/s，激光加热功率为200W～400W。