Allikas: spectra-physics.com
Oskus puhtalt kirjutada kõvasid või rabedaid materjale
Mittekontaktne ja madala tööhinnaga protsess
Vähendatud hakkimine, mikropragunemine ja lamineerimine
Kitsad lõikelaiused võimaldavad rohkem osi vahvli kohta
Laiem protsessitaluvus tähendab jõulisemat ja usaldusväärsemat tootmist madalamate kuludega
Solar PV PERC laserkirjutus
PERC päikesepatareide valmistamiseks on mitu peamist sammu. Esiteks on raku tagumine külg kaetud spetsiaalse dielektrilise kihiga, tavaliselt SiO-ga2, Al2O3, SiNx või mõni nende kombinatsioon. Rakendatud dielektriline kate on pidev ja seepärast on vaja järgmises protsessi etapis luua oomilise kontakti jaoks avad. Parim viis seda teha on laseri abil dielektrilise kile ablateerimine ja selle all oleva räni paljastamine soovitud mustris - tavaliselt kitsad lineaarsed triibud. Seejärel kantakse alumiiniumist metalliseerimine dielektrilise kihi peale. Sellele pinnale trükitakse alumiiniumpasta ja järgnev termiline lõõmutamisprotsess sulatab alumiiniumi laseriga kokku puutunud räni abil hea oomilise kontakti saamiseks.
Kuigi PERC-i skeemi geomeetria on mõnevõrra erinev, on 6-tollisel rakul tavaliselt 75–300 laseriga kirjutatud joont, mis on ~ 155 mm pikad, 30-80 um laiused ja ühtlaselt 0,5-2 mm kaugusel. 1-millimeetrise joone eraldamise korral on PERC-i kirjutiste kogupikkus ühel vahvlil umbes 25 meetrit. Tööstuse nõutavad töötlemiskiirused võivad ulatuda 3600 WPH-ni (vahvlid tunnis), mis võrdub nõutava kirjutuskiirusega 25 m / s. Sellise kiiruse võivad saavutada nii kiired 2-teljelised galvo-skannerid kui ka keerlevad hulknurkskannerid.
LED-i kirjutamine
LED-vahvlite laserkirjutamine on väljakutse, kuna materjal on elektromagnetilise spektri nähtava osa kaudu suhteliselt läbipaistev. GaN on läbipaistev alla 365 nm ja safiir on poolläbipaistev üle 177 nm. Seega on sageduse kolmekordistunud (355 nm) ja sageduse neljakordistunud (266 nm) dioodpumbaga tahkisfaasiga (DPSS) Q-lülitiga laserid parim valik LED-i kirjutamiseks. Ehkki eksimeerlasereid on saadaval ka selles lainepikkuste vahemikus, on DPSS-laseritel palju väiksem jalajälg ning need võivad saavutada palju kitsama lõikelaiuse ja vajavad palju vähem hooldust.
Vähendades mikropragunemist ja pragude levikut, võimaldab laserkirjutamine LED-seadmeid palju tihedamalt paigutada, parandades nii saagikust kui ka läbilaskvust. Kuna ühes 2-tollises vahvlis võib tavaliselt olla üle 20 000 eraldiseisva LED-seadme, mõjutab lõikelaius kriitiliselt saaki. Samuti on näidatud, et mikropragunemise vähendamine stantsimisprotsessi käigus parandab LED-seadmete pikaajalist töökindlust. Saaki parandatakse laserkirjutamise abil, vähendades vahvlite purunemist. Ka laserkirjutaja ja katkestusprotsessi kiirus on palju kiirem kui traditsiooniline mehaaniline lõikamine. Laserite laiem protsessitaluvus ning tera kulumise ja purunemise välistamine viivad madalamate kuludega tugevama ja usaldusväärsema tootmisprotsessini.
Räni õhukese kile päikesepatareide kirjutamine
Dioodpumbaga tahkis-laserid (DPSS) on oma a-Si õhukese kile seadmete valmistamisel oma väärtust tõestanud. Q-lülitiga lasereid kasutatakse kolme põhilise kirjutusprotsessi jaoks - tuntud kui P1, P2 ja P3 -, mis eraldavad suure tasapinnalise seadme järjestikku ühendatud fotogalvaaniliste elementide kogumiks. Kirjutusprotsessid hõlmavad mitmesuguste õhukeste kilede (tüüpiliselt 0,2–3,0 μm) materjalide eemaldamist, minimaalselt kahjustades klaasist substraati või muid kilesid.
P1 skriimimiseks eemaldatakse klaasist substraadilt õhuke TCO (läbipaistva juhtiva oksiidi) materjali kile - tavaliselt SnO2 - ja see saavutatakse tavaliselt 1064 nm Q-lülitiga laseritega. See protsess nõuab TCO-kile optilise läbipaistvuse ja mehaanilise kõvaduse tõttu suhteliselt suuri laserkiirgust. Spectra-Physics HIPPO ™ 1064-27 abil saavutatakse tööstuse juhtivatel kiirustel 50 μm laiused P1-kirjutajad. Laseri lühike impulsi laius ja erakordne impulsi-impulsi energiastabiilsus võimaldavad töödelda kiirusel 200 kHz PRF (impulsi kordumissagedus), mis tähendab tähistamiskiirust 8 m / sek.
P2 ja P3 kirjutajad kasutavad tavaliselt 532 nm lasereid, peamiselt seetõttu, et räni päikese neelaja kiht neelab valgust tugevalt. P2-kirjutuskiht eemaldab ainult ränikihi, samas kui P3-kirjatüüp eemaldab ka täiendavad tagakontaktiga metallist / TCO-kiled. Parima kasuteguriga tulemuste saavutamiseks on oluline lühike impulsi laius. Kombineerituna suurepärase impulsienergia stabiilsusega kõrgel PRF-il saavutatakse skripti kiirus 12 m / s Spectra-Physics HIPPO 532-15 lasersüsteemiga, mis töötab sagedusel 160 kHz PRF.
Kirjutamise laserid
Rakenduse märkused
LED-i kirjutamine
Amorfse räni õhukese kilega päikesepatareide kirjutamine
Keraamika kirjutamine
Keraamilisi materjale kasutatakse laialdaselt mikroelektroonika, pooljuhtide ja LED-valgustite tööstuses nende elektriliselt isoleerivate ja soojusjuhtivate omaduste, samuti kõrgtemperatuuri teenindamise võimaluste tõttu. Nende rabedus muudab laserprotseduuri tavapärase töötlemisega võrreldes atraktiivseks, eriti arenenud mikroelektroonika pakendamiseks vajalike üha väiksemate ja keerukamate funktsioonide tootmiseks. Vt Keraamiline kirjutamine Taloni kasutamine®Pulseerivad UV- ja rohelised laserid lisateabe saamiseks.
Räni vahvlite kirjutamine
TimeShift-tehnoloogia impulsijagamisvõimaluste eelise näitamiseks genereerisime erineva voolavuse taseme jaoks sama kirjutuskiiruse ja PRF-ga laserkirjutajad. Koguti kaks andmekogumit; üks, mille impulsi väljund on üks 25 ns impulss, ja teine, mille viie 5 ns alampulss on eraldatud 10 ns-ga. Scribe'i sügavusandmed näitavad impulsi jagamise purske mikromasinate kasutamise selget eelist võrreldes ühe impulsi töötlemisega. Ablatsioonisügavuse suurenemist 52–77% vahel täheldati sõltuvalt voolavusastmest. Samuti täheldasime jagatud impulssiga kirjutaja kvaliteedi paranemist. Vaadake teemat Klaasilõikamine ja ränipõhine kribamine Exceliga®TimeShift ™ tehnoloogia lisateabe saamiseks.