鈣鈦礦電池技術(shù)中激光設(shè)備應(yīng)用梳理
作為第三代光伏電池技術(shù)，鈣鈦礦電池因其材料特性，相比二晶硅與薄膜電池具備較強(qiáng)的理論優(yōu)勢(shì)。理論效率更高，單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率極限可達(dá) 33%，高于第一代晶硅電池與第二代薄膜電池。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整前驅(qū)體組分，鈣鈦礦帶隙可調(diào)、透光性優(yōu)異，可以制備鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層（45%）與鈣鈦礦/晶硅疊層（43%），實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的飛躍；理論成本更低，材料純度要求低、用量少、能耗理論成本低，規(guī)?；笤O(shè)備投資仍有降本空間；應(yīng)用場(chǎng)景更加多元化，組件可柔性化制備，具備輕量化優(yōu)勢(shì)，終端應(yīng)用場(chǎng)景多樣化；弱光響應(yīng)好，吸先系數(shù)高，陰天及室內(nèi)等弱光條件下，轉(zhuǎn)換效率相對(duì)更高；溫度系數(shù)更低，光生載流子遷移距離長(zhǎng)、鈣鈦礦膜層厚度小，溫度對(duì)效率影響低。
激光設(shè)備是鈣鈦礦制備過(guò)程中必須工序
在形成鈣鈦礦電池的串聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)需要對(duì)不同膜層在不同的位置進(jìn)行劃線。功能層的劃線可以通過(guò)掩膜版、化學(xué)蝕刻、機(jī)械或者激光劃線完成。激光劃線可以產(chǎn)生更細(xì)的劃線區(qū)域，目前激光劃線已逐漸取代其他劃線方法成為主要的劃線方法，同時(shí)激光設(shè)備還可以應(yīng)用于鈣鈦礦的膜層清除工序環(huán)節(jié)。
P1 工藝：通過(guò)激光設(shè)備分割底部的 TCO 襯底。在導(dǎo)電玻璃電極 TCO 層制備完成后，在制備空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層之前通過(guò)激光設(shè)備進(jìn)行劃線，形成相互獨(dú)立的 TCO 襯底。激光劃線 P2 工藝：劃開空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層。
P2 工藝：露出 TCO 襯底， 為連接相鄰兩節(jié)子電池的正負(fù)電極提供通道。完成空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層制備之后，通過(guò)激光設(shè)備刻蝕空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層， 暴露出 TCO 層，從而在下一步電極蒸鍍過(guò)程中能夠讓子電池之間的正負(fù)極相互連接。
P3 工藝：去除部分功能層以分割相鄰子電池的正極，為了保證不損傷 P2 層，本道工藝對(duì)激光設(shè)備加工精度要求較高。
激光清邊 P4 工藝：封裝前的清理工藝。激光清邊是指利用激光技術(shù)清除掉電池邊緣的沉積膜，而本工藝相對(duì)較為成熟，同樣可以應(yīng)用于薄膜電池。激光清邊效率較高但是會(huì)產(chǎn)生膜層側(cè)邊互熔問(wèn)題，從而導(dǎo)致短路，影響電池的效率和可靠性。業(yè)內(nèi)已研發(fā)出兩次清邊法分別切除前電極和背電極的待去除邊緣，避免互熔問(wèn)題。
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