[发明专利]多通道非晶硅太阳能板激光刻膜机

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶硅太阳能板激光刻膜机，特别是涉及一种多通道非晶硅太阳能板激光刻膜机。

背景技术

非晶硅太阳能电池生产流程涉及到底层电极、中间光伏效应层和表面欧姆接触电极层的薄膜沉积以及各层的刻划。激光刻划技术相比传统的掩模法具有更高的生产效率以及稳定的产品质量，已经较好地应用于太阳能电池的制造工艺流程中。

目前的太阳能电池激光刻划工艺，采用的是单激光头单光路进行加工，刻划速度已经从开始的0.5米每秒提高到目前的2.5米每秒，按照光斑直径0.05mm来计算，假定激光各光斑之间的重叠率为50％，则所需的声光调Q频率已经达到100KHz，该频率已接近声光调Q频率的上限。若想进一步提高划线速度，提高生产效率，则单靠增加声光调Q的频率已经存在限制。

发明内容

本发明所要解决的问题是：针对目前太阳能刻膜机单激光头单光路加工的特点，采用具有一定空间布置的反射镜和分束镜，对激光进行单次或二次分光，在不增加激光头的情况下，实现两路或着多路激光传输并进行多路加工。这样，单激光头的加工效率可以比以前的单路加工效率成倍提高。降低了太阳能电池在激光设备添置方面的成本，从而使太阳能电池的制造成本进一步降低。本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供一种多通道非晶硅太阳能板激光刻膜机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的：一种多通道非晶硅太阳能板激光刻膜机，采用半导体泵浦的YAG固体激光模块，与全反射镜，高反射镜，Q开关形成脉冲基频激光。该基频激光通过对非线性倍频晶体进行腔内倍频，产生倍频激光；高反射镜可以同时透过倍频激光，倍频激光从高反射镜输出。

倍频激光束经过一个扩束镜进行扩束准直，然后经过一个分束镜，形成两路激光束，其中一路倍频激光，经过分束镜，又形成两路激光束，另外一束倍频激光经过全反镜和分束镜也形成两路倍频激光束，总共可分成4路激光束。

这四路光束中，有两路倍频激光束分别经过分束镜反射，再通过聚焦镜聚焦；另外两路倍频激光束经过分束镜透射后，再经过全反镜反射，再分别通过聚焦镜聚焦。分束镜和全反镜的法线方向相互平行，且各镜中心分别位于一矩形的4个顶点，这样所形成的4路激光束相互间平行。经过4个焦距相同的聚焦镜聚焦进行激光刻划加工。

呈矩形分布的两个分束镜，两个全反镜与同样呈矩形分布的四个聚焦镜，按照对应的各光路分别进行机械固定：这样4个聚焦镜所聚焦的焦点之间相互位置也位于相同大小的矩形的4个顶点位置上。

待加工的太阳能电池板则放置在X-Y平台上，该平台由螺杆或直线电机提供动力，完成X或Y方向的运动。X-Y平台底座有固定脚，可以调整X-Y机械平台的X轴向或Y轴向，并与4个聚焦镜焦点形成的矩形的边大致平行。聚焦镜所附的机械装置存在位移微调，使X-Y平台沿着X或Y方向运动时，运动方向与聚焦镜焦点的相互位置所形成的矩形的四边分别平行。当X-Y机械平台上的太阳能电池基板沿着X轴向运动时，聚焦头沿着X轴向所划的线可以实现两两对接。同样地，沿着Y轴方向运动时，聚焦头沿着Y轴方向所划的线也可以实现两两对接。

该矩形分布可以使同样尺寸大小的太阳能电池基板的加工时间缩短到以前单路激光加工的约1/4，且X-Y平台的行程也缩短了一半，同时加工设备所占用的场地空间也相对减小。

经过分束镜以及全反镜所反射的4路激光，也可以先经过4个耦合聚焦系统耦合到光纤中，经光纤传输后到达4个聚焦头的焦点，同样可完成多路同时加工的任务。

本发明的特点是，在不增加激光头数量的情况下，通过分光光路，得到多路激光，能同时进行太阳能电池的薄膜的划线。辅助性机械固定调节装置的对接精度满足太阳能电池划线的要求，使不同的激光光路所刻划线实现对接，总体可以使太阳能电池刻膜划线速度成倍增加，缩短太阳能电池刻膜工序的加工时间，从而降低太阳能电池加工总成本。

本发明的优点是，结构简单，在缩短太阳能电池生产中刻线工艺实践的同时，利用较小位移范围的X-Y平台，可以完成较大幅面的太阳能基板的激光刻线加工，满足不同规格的太阳能基板的加工要求，相对降低了X-Y平台的性能要求。因为大幅面范围X-Y位移的平台，要求更大的基座，且性能和价格更高。相对于厂家的工作区域，较小移动范围的X-Y平台也相对缩小了设备所占场地空间。