Photovoltaik

In der Produktion von Solar-Modulen werden Laser zum Beispiel für Scribing, Randendschichten und Bohren verwendet. Aufgrund der Flexibilität bezüglich des Strahlprofils ermöglichen InnoSlab-Laser effiziente Bearbeitungen mit unterschiedlichen Anforderungen.

Strukturieren von Dünnfilmsolarzellen ▼

Um die Ausgangsspannung der großen solar aktiven Oberfläche von Dünnfilmsolarzellen zu erhöhen wird sie durch selektive Ablation mit Laserstrahlung aufgeteilt. Für diesen Zweck sind kurz gepulste InnoSlab-Laser mit Top-hat Strahlprofil die effizientesten Werkzeuge. Das Bild unten zeigt ein Beispiel von Linien, die mit einem quadratischen Top-hat-Strahl erzeugt wurden.

Die fundamentale Wellenlänge (1064nm) und die zweite harmonische Wellenlänge werden üblicherweise für die Prozesse P1, P2 und P3 genutzt.

Kantenentfernung ▼

Für die elektrische Isolation sowie hermetische Versiegelung von Dünnfilmsolarmodulen muss das komplette Schichtensystem an den Kanten des Glassubstrates entfernt werden. Für diese Art Kantenentfernung eignen sich kurz gepulste InnoSlab-Laser mit rechteckigen Top-Hat-Strahlen am besten, da die Kantenentfernung „Schuss für Schuss“ durchgeführt werden kann mit minimaler Überlappung. Durch das senkrechte Scannen der langen Kanten wird eine niedrigere Scannergeschwindigkeit benötigt als mit quadratischen Strahlen.

Strukturierung von kristallinen Si-solar-Wafern ▼

Für die Produktion von höchst effektiven Solarzellen mit EWT Design ist einer der wichtigsten Schritte die Strukturierung der Rückseite für das Aufbauen von Elektroden. Strukturierungsanwendungen mit Lasern werden meist mithilfe von Lasern mit Gauss’schen Strahlprofilen in Kombination mit Scanneroptiken durchgeführt. Aufgrund des Schwellverhaltens beträgt die maximal erreichbare Energieeffizienz für diesen Ablationsprozess jedoch gerade einmal 36,7% (=1/e). Einzelne Laserpulse resultieren in einem kreisförmig abgetragenen Fleck. Eine minimale Überlappung benachbarter Punkte mit einem Überlappungsfaktor von 1.21 wird benötigt um eine durchgehend abgetragene Fläche zu bilden. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit kann massiv verbessert werden indem man das Gauss’sche Strahlenprofil durch einen Flat-Top Intensitätsprofil ersetzt und indem man den kreissymmetrischen Querschnitt durch einen rechteckigen ersetzt. Das Bild zeigt eine mikroskopische Aufnahme einer Fingerstruktur. Mit einem Laser, der 200W Leistung und einen quadratischen Top-hat-Strahl, ist es möglich eine Fläche der Größe 156mm x 156mm in nur 2.5 Sekunden zu strukturieren – dadurch wiederum wird die Bedingung für eine großvolumige Produktion erfüllt.