一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置及其使用方法与流程

本发明涉及太阳能电池加工，特别涉及一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置及其使用方法。

背景技术：

1、当前，激光掺杂工艺因流程简单、可控、激活率高、转换效率提升显著被广泛应用于发射极及背面钝化电池生产se流程中电极接触区域的高浓度掺杂。利用激光将perc电池片表面磷源作选择性掺杂，形成重掺杂区，可降低接触电阻，获得0.2%-0.3%的电池效率提升。然而，相对于p型perc电池的掺杂元素磷，n型topcon电池所需的掺杂元素硼扩散速率低、温度高、在硅中的固溶度低，激光掺杂难度高。再加上现今一台激光掺杂装置中，仅能够发出一道圆形的光线进行加工，扩散效率低。圆形光束，其能力密度分布呈高斯分布，能量分布不均匀，严重影响激光掺杂的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置及其使用方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，它包括有激光器、空间光调制器、聚焦镜和激光扫描振镜；所述激光器的出光口连接在空间光调制器的进光口；所述聚焦镜设置在激光扫描振镜与空间光调制器之间；光线经过空间光调制器产生的分光束通过聚焦镜进入到激光扫描振镜上。

4、进一步地，所述激光器发出的激光束的波长为500-1100nm；所述光束质量m2因子小于1.1；激光束的功率为30-100w；激光束的频率为1khz-100khz。

5、进一步地，所述激光束的光斑直径为5-8mm。

6、进一步地，从激光扫描振镜反射到硅片上的激光光斑宽度为80-150μm；所述激光光斑的长度为1-10mm。

7、进一步地，所述激光光斑的扫描速度为10-200mm/s。

8、进一步地，所述空间光调制器将激光器发出的激光束分为能量相同的10-300条分束光。

9、进一步地，所述激光器为高脉冲能量的固体激光器。

10、一种激光掺杂装置的使用方法，包括如下步骤：

11、1）、激光器发射激光束后进入到空间光调制器；

12、2）、空间光调制器将步骤的激光束分为能量相同的多条分光束，并且从空间光调制器出来的每一条分光束，其光斑形状均为长条形；

13、3）、分光束经过聚焦镜聚焦后进入到激光扫描振镜上；

14、4）、从激光扫描振镜反射到硅片上的多条分光束，并且这些分光束分别照射到硅片上的每一条硼浆料带的表面；

15、5）、激光扫描振镜驱动多个并行条形的分光束沿在硼浆料带的长度方向移动，最终实现硅片表面所有硼浆料带的掺杂。

16、进一步地，从激光扫描振镜反射到硅片上的激光光斑宽度为分光光斑宽度；分光光斑宽度等于硼浆料的宽度。

17、进一步地，硅片表面先制绒处理，再通过丝网印刷工艺将硼浆料定位沉积在硅片表面上。

18、采用上述结构后，本发明有益效果为：

19、1、采用分光结构分成多条能量密度一致的光束同步加工，提高硼浆料带的掺杂效率；

20、2、采用空间光调制器进行分光，能够根据所生产硅片电池尺寸、电极数量、位置及电极间隔进行动态调整进行匹配，可匹配不同尺寸规格电池的生产；

21、3、利用空间光调制器将分光束的截面转换为方形状，能够使得硼浆料带在横向方向上获得的能量一致，硼元素扩散更加均匀，提高硼浆料带掺杂的质量。

技术特征：

1.一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：它包括有激光器（1）、空间光调制器（3）、聚焦镜（4）和激光扫描振镜（5）；所述激光器（1）的出光口连接在空间光调制器（3）的进光口；所述聚焦镜（4）设置在激光扫描振镜（5）与空间光调制器（3）之间；光线经过空间光调制器（3）产生的分光束通过聚焦镜（4）进入到激光扫描振镜（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：所述激光器（1）发出的激光束（2）的波长为500-1100nm；所述光束质量m2因子小于1.1；激光束（2）的功率为30-100w；激光束（2）的频率为1khz-100khz。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：所述激光束（2）的光斑直径为5-8mm。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：从激光扫描振镜（5）反射到硅片（6）上的激光光斑宽度为80-150μm；所述激光光斑的长度为1-10mm。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：所述激光光斑的扫描速度为10-200mm/s。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：所述空间光调制器（3）将激光器（1）发出的激光束分为能量相同的10-300条分束光。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置，其特征在于：所述激光器（1）为高脉冲能量的固体激光器。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述激光掺杂装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述激光掺杂装置的使用方法，其特征在于：从激光扫描振镜（5）反射到硅片（6）上的激光光斑宽度为分光光斑宽度；分光光斑宽度等于硼浆料（7）的宽度。

10.根据权利要求8所述激光掺杂装置的使用方法，其特征在于：硅片（6）表面先制绒处理，再通过丝网印刷工艺将硼浆料（7）定位沉积在硅片（6）表面上。

技术总结本发明涉及太阳能电池加工技术领域，特别涉及一种太阳能电池加工用的激光掺杂装置及其使用方法，激光器的出光口连接在空间光调制器的进光口；聚焦镜设置在激光扫描振镜与空间光调制器之间；光线经过空间光调制器产生的分光束通过聚焦镜进入到激光扫描振镜上。使用本发明后，能够通过一个激光器结合空间光调制器形成多束能量和形状一致的分光束，且各条分光束之间的距离相同；多道分光束同时对多条硼浆料带进行硼元素扩散，提高掺杂装置的掺杂速度；长条形状的分光束在横向方向上能量分布均匀，使得硼元素扩散更加均匀。技术研发人员：王磊,杨焕,王林,欧阳辉,何晓雨,马菁骏,孟令谏受保护的技术使用者：深圳市中基自动化股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29