本發(fā)明涉及太陽能電池加工，特別涉及一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，激光摻雜工藝因流程簡單、可控、激活率高、轉(zhuǎn)換效率提升顯著被廣泛應(yīng)用于發(fā)射極及背面鈍化電池生產(chǎn)se流程中電極接觸區(qū)域的高濃度摻雜。利用激光將perc電池片表面磷源作選擇性摻雜，形成重?fù)诫s區(qū)，可降低接觸電阻，獲得0.2%-0.3%的電池效率提升。然而，相對于p型perc電池的摻雜元素磷，n型topcon電池所需的摻雜元素硼擴散速率低、溫度高、在硅中的固溶度低，激光摻雜難度高。再加上現(xiàn)今一臺激光摻雜裝置中，僅能夠發(fā)出一道圓形的光線進行加工，擴散效率低。圓形光束，其能力密度分布呈高斯分布，能量分布不均勻，嚴(yán)重影響激光摻雜的效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置及其使用方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，它包括有激光器、空間光調(diào)制器、聚焦鏡和激光掃描振鏡；所述激光器的出光口連接在空間光調(diào)制器的進光口；所述聚焦鏡設(shè)置在激光掃描振鏡與空間光調(diào)制器之間；光線經(jīng)過空間光調(diào)制器產(chǎn)生的分光束通過聚焦鏡進入到激光掃描振鏡上。

4、進一步地，所述激光器發(fā)出的激光束的波長為500-1100nm；所述光束質(zhì)量m2因子小于1.1；激光束的功率為30-100w；激光束的頻率為1khz-100khz。

5、進一步地，所述激光束的光斑直徑為5-8mm。

6、進一步地，從激光掃描振鏡反射到硅片上的激光光斑寬度為80-150μm；所述激光光斑的長度為1-10mm。

7、進一步地，所述激光光斑的掃描速度為10-200mm/s。

8、進一步地，所述空間光調(diào)制器將激光器發(fā)出的激光束分為能量相同的10-300條分束光。

9、進一步地，所述激光器為高脈沖能量的固體激光器。

10、一種激光摻雜裝置的使用方法，包括如下步驟：

11、1）、激光器發(fā)射激光束后進入到空間光調(diào)制器；

12、2）、空間光調(diào)制器將步驟的激光束分為能量相同的多條分光束，并且從空間光調(diào)制器出來的每一條分光束，其光斑形狀均為長條形；

13、3）、分光束經(jīng)過聚焦鏡聚焦后進入到激光掃描振鏡上；

14、4）、從激光掃描振鏡反射到硅片上的多條分光束，并且這些分光束分別照射到硅片上的每一條硼漿料帶的表面；

15、5）、激光掃描振鏡驅(qū)動多個并行條形的分光束沿在硼漿料帶的長度方向移動，最終實現(xiàn)硅片表面所有硼漿料帶的摻雜。

16、進一步地，從激光掃描振鏡反射到硅片上的激光光斑寬度為分光光斑寬度；分光光斑寬度等于硼漿料的寬度。

17、進一步地，硅片表面先制絨處理，再通過絲網(wǎng)印刷工藝將硼漿料定位沉積在硅片表面上。

18、采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：

19、1、采用分光結(jié)構(gòu)分成多條能量密度一致的光束同步加工，提高硼漿料帶的摻雜效率；

20、2、采用空間光調(diào)制器進行分光，能夠根據(jù)所生產(chǎn)硅片電池尺寸、電極數(shù)量、位置及電極間隔進行動態(tài)調(diào)整進行匹配，可匹配不同尺寸規(guī)格電池的生產(chǎn)；

21、3、利用空間光調(diào)制器將分光束的截面轉(zhuǎn)換為方形狀，能夠使得硼漿料帶在橫向方向上獲得的能量一致，硼元素擴散更加均勻，提高硼漿料帶摻雜的質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：它包括有激光器（1）、空間光調(diào)制器（3）、聚焦鏡（4）和激光掃描振鏡（5）；所述激光器（1）的出光口連接在空間光調(diào)制器（3）的進光口；所述聚焦鏡（4）設(shè)置在激光掃描振鏡（5）與空間光調(diào)制器（3）之間；光線經(jīng)過空間光調(diào)制器（3）產(chǎn)生的分光束通過聚焦鏡（4）進入到激光掃描振鏡（5）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：所述激光器（1）發(fā)出的激光束（2）的波長為500-1100nm；所述光束質(zhì)量m2因子小于1.1；激光束（2）的功率為30-100w；激光束（2）的頻率為1khz-100khz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：所述激光束（2）的光斑直徑為5-8mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：從激光掃描振鏡（5）反射到硅片（6）上的激光光斑寬度為80-150μm；所述激光光斑的長度為1-10mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：所述激光光斑的掃描速度為10-200mm/s。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：所述空間光調(diào)制器（3）將激光器（1）發(fā)出的激光束分為能量相同的10-300條分束光。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置，其特征在于：所述激光器（1）為高脈沖能量的固體激光器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述激光摻雜裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光摻雜裝置的使用方法，其特征在于：從激光掃描振鏡（5）反射到硅片（6）上的激光光斑寬度為分光光斑寬度；分光光斑寬度等于硼漿料（7）的寬度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光摻雜裝置的使用方法，其特征在于：硅片（6）表面先制絨處理，再通過絲網(wǎng)印刷工藝將硼漿料（7）定位沉積在硅片（6）表面上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及太陽能電池加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能電池加工用的激光摻雜裝置及其使用方法，激光器的出光口連接在空間光調(diào)制器的進光口；聚焦鏡設(shè)置在激光掃描振鏡與空間光調(diào)制器之間；光線經(jīng)過空間光調(diào)制器產(chǎn)生的分光束通過聚焦鏡進入到激光掃描振鏡上。使用本發(fā)明后，能夠通過一個激光器結(jié)合空間光調(diào)制器形成多束能量和形狀一致的分光束，且各條分光束之間的距離相同；多道分光束同時對多條硼漿料帶進行硼元素擴散，提高摻雜裝置的摻雜速度；長條形狀的分光束在橫向方向上能量分布均勻，使得硼元素擴散更加均勻。

技術(shù)研發(fā)人員：王磊,楊煥,王林,歐陽輝,何曉雨,馬菁駿,孟令諫
受保護的技術(shù)使用者：深圳市中基自動化股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29