Εφαρμογή λέιζερ στην κατασκευή ηλιακών μπαταριών

Εφαρμογή λέιζερ στην κατασκευή ηλιακών μπαταριών

1

Τον Μάιο του 2022, το CCTV ανέφερε ότι τα τελευταία στοιχεία της Εθνικής Υπηρεσίας Ενέργειας δείχνουν ότι μέχρι στιγμής, τα έργα παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας υπό κατασκευή είναι 121 εκατομμύρια κιλοβάτ και αναμένεται ότι η ετήσια παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας θα συνδεθεί πρόσφατα στο δίκτυο κατά 108 εκατ. κιλοβάτ, σημειώνοντας αύξηση 95,9% σε σχέση με το προηγούμενο έτος.

2

Η συνεχής αύξηση της παγκόσμιας εγκατεστημένης ισχύος ΦΒ έχει επιταχύνει την εφαρμογή της τεχνολογίας επεξεργασίας λέιζερ στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών.Η συνεχής βελτίωση της τεχνολογίας επεξεργασίας λέιζερ έχει επίσης βελτιώσει την αποδοτικότητα χρήσης της φωτοβολταϊκής ενέργειας.Σύμφωνα με σχετικά στατιστικά στοιχεία, η παγκόσμια αγορά νέας εγκατεστημένης ισχύος ΦΒ έφτασε τα 130 GW το 2020, σπάζοντας ένα νέο ιστορικό υψηλό.Ενώ η παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύς ΦΒ έχει φτάσει σε νέο υψηλό, ως χώρα μεγάλης συνολικής παραγωγής, η εγκατεστημένη ισχύς ΦΒ της Κίνας διατηρούσε πάντα μια ανοδική τάση.Από το 2010, η παραγωγή φωτοβολταϊκών κυψελών στην Κίνα έχει ξεπεράσει το 50% της παγκόσμιας συνολικής παραγωγής, κάτι που είναι πραγματικό νόημα.Περισσότερο από το ήμισυ της παγκόσμιας βιομηχανίας φωτοβολταϊκών παράγεται και εξάγεται.

3

Ως βιομηχανικό εργαλείο, το λέιζερ είναι μια βασική τεχνολογία στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών.Το λέιζερ μπορεί να συγκεντρώσει μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε μια μικρή περιοχή διατομής και να την απελευθερώσει, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της χρήσης ενέργειας, έτσι ώστε να μπορεί να κόψει σκληρά υλικά.Η κατασκευή μπαταριών είναι πιο σημαντική στην παραγωγή φωτοβολταϊκών.Οι κυψέλες πυριτίου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, είτε είναι κυψέλες κρυσταλλικού πυριτίου είτε κυψέλες πυριτίου λεπτής μεμβράνης.Σε κυψέλες κρυσταλλικού πυριτίου, μονοκρύσταλλο/πολυκρύσταλλο υψηλής καθαρότητας κόβεται σε γκοφρέτες πυριτίου για μπαταρίες και χρησιμοποιείται λέιζερ για την καλύτερη κοπή, διαμόρφωση και γραφή και στη συνέχεια κορδόνι στα κελιά.

01 Επεξεργασία παθητικοποίησης άκρης μπαταρίας

Ο βασικός παράγοντας για τη βελτίωση της απόδοσης των ηλιακών κυψελών είναι η ελαχιστοποίηση της απώλειας ενέργειας μέσω της ηλεκτρικής μόνωσης, συνήθως με χάραξη και παθητικοποίηση των άκρων των τσιπ πυριτίου.Η παραδοσιακή διαδικασία χρησιμοποιεί πλάσμα για την επεξεργασία της μόνωσης των άκρων, αλλά οι χημικές ουσίες χάραξης που χρησιμοποιούνται είναι ακριβές και επιβλαβείς για το περιβάλλον.Το λέιζερ με υψηλή ενέργεια και υψηλή ισχύ μπορεί να παθητοποιήσει γρήγορα την άκρη της κυψέλης και να αποτρέψει την υπερβολική απώλεια ισχύος.Με το αυλάκι που σχηματίζεται με λέιζερ, η απώλεια ενέργειας που προκαλείται από το ρεύμα διαρροής της ηλιακής κυψέλης μειώνεται σημαντικά, από 10-15% της απώλειας που προκαλείται από την παραδοσιακή διαδικασία χημικής χάραξης σε 2-3% της απώλειας που προκαλείται από την τεχνολογία λέιζερ .

4

02 Τακτοποίηση και γραφή

Η τακτοποίηση πλακών πυριτίου με λέιζερ είναι μια συνηθισμένη διαδικτυακή διαδικασία για αυτόματη συγκόλληση σε σειρά ηλιακών κυψελών.Η σύνδεση των ηλιακών κυψελών με αυτόν τον τρόπο μειώνει το κόστος αποθήκευσης και κάνει τις σειρές μπαταριών κάθε μονάδας πιο τακτοποιημένες και συμπαγείς.

5

03 Κοπή και χάραξη

Προς το παρόν, είναι πιο προηγμένη η χρήση λέιζερ για το ξύσιμο και το κόψιμο πλακών πυριτίου.Έχει υψηλή ακρίβεια χρήσης, υψηλή ακρίβεια επανάληψης, σταθερή λειτουργία, γρήγορη ταχύτητα, απλή λειτουργία και άνετη συντήρηση.

6

04 Σήμα γκοφρέτας πυριτίουing

Η αξιοσημείωτη εφαρμογή του λέιζερ στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών πυριτίου είναι η σήμανση του πυριτίου χωρίς να επηρεάζεται η αγωγιμότητά του.Η σήμανση γκοφρέτας βοηθά τους κατασκευαστές να παρακολουθούν την αλυσίδα εφοδιασμού τους με ηλιακή ενέργεια και να διασφαλίζουν σταθερή ποιότητα.

7

05 Αφαίρεση φιλμ

Οι ηλιακές κυψέλες λεπτής μεμβράνης βασίζονται στην τεχνολογία εναπόθεσης ατμών και χάραξης για την επιλεκτική αφαίρεση ορισμένων στρωμάτων για την επίτευξη ηλεκτρικής απομόνωσης.Κάθε στρώμα της μεμβράνης πρέπει να αποτίθεται γρήγορα χωρίς να επηρεάζονται άλλα στρώματα του γυαλιού του υποστρώματος και του πυριτίου.Η στιγμιαία αφαίρεση θα οδηγήσει σε βλάβη του κυκλώματος στα στρώματα γυαλιού και πυριτίου, γεγονός που θα οδηγήσει σε αστοχία της μπαταρίας.

8

Προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερότητα, η ποιότητα και η ομοιομορφία της απόδοσης παραγωγής ενέργειας μεταξύ των εξαρτημάτων, η ισχύς της δέσμης λέιζερ πρέπει να ρυθμιστεί προσεκτικά για το εργαστήριο κατασκευής.Εάν η ισχύς λέιζερ δεν μπορεί να φτάσει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, η διαδικασία γραψίματος δεν μπορεί να ολοκληρωθεί.Ομοίως, η δέσμη πρέπει να διατηρεί την ισχύ σε στενό εύρος και να εξασφαλίζει μια κατάσταση λειτουργίας 7 * 24 ωρών στη γραμμή συναρμολόγησης.Όλοι αυτοί οι παράγοντες θέτουν πολύ αυστηρές απαιτήσεις για τις προδιαγραφές λέιζερ και πρέπει να χρησιμοποιούνται πολύπλοκες συσκευές παρακολούθησης για να διασφαλίζεται η μέγιστη λειτουργία.

Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μέτρηση ισχύος δέσμης για να προσαρμόσουν το λέιζερ και να το προσαρμόσουν ώστε να πληροί τις απαιτήσεις της εφαρμογής.Για λέιζερ υψηλής ισχύος, υπάρχουν πολλά διαφορετικά εργαλεία μέτρησης ισχύος και οι ανιχνευτές υψηλής ισχύος μπορούν να σπάσουν το όριο των λέιζερ υπό ειδικές συνθήκες.Τα λέιζερ που χρησιμοποιούνται στην κοπή γυαλιού ή άλλες εφαρμογές εναπόθεσης απαιτούν προσοχή στα λεπτά χαρακτηριστικά της δέσμης και όχι στην ισχύ.

Όταν χρησιμοποιείται φωτοβολταϊκό λεπτού φιλμ για την αφαίρεση ηλεκτρονικών υλικών, τα χαρακτηριστικά της δέσμης είναι πιο σημαντικά από την αρχική ισχύ.Το μέγεθος, το σχήμα και η ισχύς παίζουν σημαντικό ρόλο στην αποτροπή ρεύματος διαρροής της μπαταρίας της μονάδας.Η δέσμη λέιζερ που αφαιρεί το αποτιθέμενο φωτοβολταϊκό υλικό στη βασική γυάλινη πλάκα χρειάζεται επίσης λεπτή ρύθμιση.Ως καλό σημείο επαφής για την κατασκευή κυκλωμάτων μπαταρίας, η δέσμη πρέπει να πληροί όλα τα πρότυπα.Μόνο δοκοί υψηλής ποιότητας με υψηλή επαναληψιμότητα μπορούν να αφαιρέσουν σωστά το κύκλωμα χωρίς να καταστρέψουν το γυαλί από κάτω.Σε αυτή την περίπτωση, συνήθως απαιτείται ένας θερμοηλεκτρικός ανιχνευτής ικανός να μετρά επανειλημμένα την ενέργεια της δέσμης λέιζερ.

9

Το μέγεθος του κέντρου της δέσμης λέιζερ θα επηρεάσει τον τρόπο αφαίρεσης και τη θέση του.Η στρογγυλότητα (ή ωοειδής) της δέσμης θα επηρεάσει τη γραμμή χαραγής που προβάλλεται στην ηλιακή μονάδα.Εάν η γραφή είναι ανομοιόμορφη, η ασυνεπής ελλειπτικότητα της δέσμης θα προκαλέσει ελαττώματα στην ηλιακή μονάδα.Το σχήμα ολόκληρης της δέσμης επηρεάζει επίσης την αποτελεσματικότητα της δομής με πρόσμιξη πυριτίου.Για τους ερευνητές, είναι σημαντικό να επιλέγουν ένα λέιζερ καλής ποιότητας, ανεξάρτητα από την ταχύτητα και το κόστος επεξεργασίας.Ωστόσο, για την παραγωγή, τα λέιζερ κλειδώματος λειτουργίας χρησιμοποιούνται συνήθως για σύντομους παλμούς που απαιτούνται για την εξάτμιση στην κατασκευή μπαταριών.

Νέα υλικά όπως ο περοβσκίτης παρέχουν μια φθηνότερη και εντελώς διαφορετική διαδικασία κατασκευής από τις παραδοσιακές μπαταρίες κρυσταλλικού πυριτίου.Ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα του περοβσκίτη είναι ότι μπορεί να μειώσει τον αντίκτυπο της επεξεργασίας και της παραγωγής κρυσταλλικού πυριτίου στο περιβάλλον, διατηρώντας παράλληλα την αποτελεσματικότητά του.Επί του παρόντος, η εναπόθεση ατμού των υλικών της χρησιμοποιεί επίσης τεχνολογία επεξεργασίας λέιζερ.Ως εκ τούτου, στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών, η τεχνολογία λέιζερ χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στη διαδικασία ντόπινγκ.Τα φωτοβολταϊκά λέιζερ χρησιμοποιούνται σε διάφορες παραγωγικές διαδικασίες.Στην παραγωγή ηλιακών κυψελών κρυσταλλικού πυριτίου, η τεχνολογία λέιζερ χρησιμοποιείται για την κοπή τσιπς πυριτίου και τη μόνωση των άκρων.Το ντόπινγκ της άκρης της μπαταρίας είναι για την αποφυγή βραχυκυκλώματος του μπροστινού και του πίσω ηλεκτροδίου.Σε αυτήν την εφαρμογή, η τεχνολογία λέιζερ έχει ξεπεράσει εντελώς άλλες παραδοσιακές διαδικασίες.Πιστεύεται ότι στο μέλλον θα υπάρξουν ολοένα και περισσότερες εφαρμογές της τεχνολογίας λέιζερ σε ολόκληρη τη βιομηχανία φωτοβολταϊκών.


Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-14-2022

  • Προηγούμενος:
  • Επόμενο: