[发明专利]一种激光动态加工装置及方法

说明书

本申请提供一种激光动态加工装置，至少包括交互台面模组及激光加工系统，激光加工系统包括转镜系统、用于驱动转镜系统的转动组件，激光束的加工方向为大体垂直于第一直线方向的第二直线方向，第一直线方向为交互台面模组的前进方向，加工件载台由直线电机驱动前进；转动组件用于驱动转镜系统绕转镜系统的旋转轴线旋转，转镜系统的旋转轴平行于第一直线方向；在转镜系统上游设置角度偏移补偿装置，角度偏移补偿装置对出射激光束在第一直线方向的速度改变基本等于直线电机带动加工件载台运动的第一速度，通过角度偏移补偿装置改变激光束在第一直线方向的偏移角度，补偿直线电机带动待加工件的直线运动偏移。

技术领域

本发明涉及一种动态激光加工装置及方法，属于激光加工技术领域。

背景技术

在光伏加工技术领域，激光对太阳能电池的加工得到了越来越多的应用。例如激光开槽、激光掺杂、激光印刷、激光退火、激光焊接等。目前，随着太阳能电池尺寸的增大，高效太阳能电池的进一步发展，对激光加工速度和激光加工精度提出了越来越高的要求。

激光振镜由于其加工速度和加工精度的优势，被广泛应用于太阳能电池加工工艺中。但是，光伏电池片的尺寸越来越大，由于振镜和场镜的加工幅面有限，且其加工幅面边缘部分的加工精度不够，导致在加工时，加工图形在边缘方向上的不均匀程度变大。典型地，210x210mm大尺寸晶硅太阳能电池钝化层的选择性烧蚀和选择性掺杂，由于振镜校正角度变大，当振镜控制光斑扫描到电池片边缘时，由于场镜存在的散射现象，会出现光斑尺寸精度下降、光斑能量密度波动等现象，而对操纵超短脉冲和高脉冲能量的激光束的方式提出了更高的工艺要求。

发明内容

本申请提供一种基于转镜的动态加工装置和方法，来解决加工工件边缘精度降低的问题。

具体地，一种激光动态加工装置，至少包括交互台面模组及激光加工系统，交互台面模组包括至少两个在上料工位、加工工位和下料工位之间交互循环移动的载台组件，载台组件至少包括加工件载台；激光加工系统的激光束出光口位于加工工位上方；激光加工系统包括转镜系统、用于驱动转镜系统的转动组件，激光束的加工方向为大体垂直于第一直线方向的第二直线方向，第一直线方向为交互台面模组的前进方向，加工件载台由直线电机驱动前进；转动组件用于驱动转镜系统绕转镜系统的旋转轴线旋转，转镜系统的旋转轴平行于第一直线方向；在转镜系统上游设置角度偏移补偿装置，角度偏移补偿装置对出射激光束在第一直线方向的速度改变基本等于直线电机带动加工件载台运动的第一速度，通过角度偏移补偿装置改变激光束在第一直线方向的偏移角度，补偿直线电机带动待加工件的直线运动偏移。

另一方面，所述加工件的待加工图形至少包括多条间隔设置的直线或者间断线，所述直线或者间断线的方向和第一直线方向垂直。

另一方面，待加工件为电池片，所述加工件载台以第一速度带动电池片沿第一直线方向移动；激光转镜系统设置于加工工位上方，朝向电池片照射激光，从待加工线A端沿第二直线方向扫描至线B端，完成一根线的加工。

另一方面，所述激光束实际扫描方向为工件在第一直线方向上的运动与激光束扫描的第二直线方向的合成方向；在工件上的实际加工线为垂直于第一直线方向的方向。

另一方面，所述角度偏移补偿装置为振镜或声光偏转器等。

另一方面，所述激光束的扫描速度Vs、第一速度Vt、第二直线方向和第一直线方向的夹角θ具有以下关系：Cosθ＝Vt*tj/Vs*tj＝Vt/Vs，则第二直线方向为和第一直线方向呈θ的方向。

另一方面，激光束单次加工完成后，在转动组件带动下，转镜的下一个镜片端面将激光束从出光口引出，出射激光束沿着下一根待加工线的A端扫描至B端。