激光热效应在高效太阳电池工艺中的应用
激光技术可大大提高太阳能电池转换效率
体 的效 率 上 限 翻 番 。 当 然 这 是 计 算 机 模 拟 的 结 果 ，大 规 模 应 用 为 时 尚早 。从 经 验 来 看 ，低 能 耗
生 产 新 式 光 电 池 。难 度 不 可 小 觑 。 来 源 ：国 际新 能 源 网
（ ２ ） 本月浙江电网最高负荷为 ３ ４ ３ ２万 ｋ Ｗ， 出现在 ２ ７日 １ ０ ： ３ ５ ，比上年 同期下 降 ２ ０ ． ９ ９ ％， 平均 日最
大负荷 ２ ３ ８ ７ ． ０ ６万 ｋ Ｗ， 最 低负荷为 １ ０ ５ ５ ． ７万 ｋ Ｗ ，出 现 在 １ ３日０ ５ ： ０ ０ ，比上 年 同 期 下 降 ２ ３ ． １ ２ ％ ，平 均 日最 小 负 荷 １ ４ ６ ６ ． ６ ９万 ｋ Ｗ。 （ ３ ） 本月浙 江电网平均峰谷差为 ９ ２ ０ ． ３ ８万 ｋ Ｗ， 平均 负荷率为 ８ １ ． ３ ５ ％。
集 这 些 电子 空 穴 对 就 能 够 生 成 电流 。传 统 的 太 阳 能 电池 能 基 于 每 个 光 子 产 生 １ 个 电 子 空 穴 对 ，因 此其理论最 大转换效率约 为 ３ ３ ％ ，而 新 途 径 能 够
高 太 阳 能 电 池 的 效 率 ，高 的 能 达 到 ２ ０ 下 正 常 工 作 。但 是 当普 通 硅 太 阳能 电池 被 激 光 照射 时 ，激 光 所 发 出的 能 量 或 可 营 造 出局 部 的 高压 以形 成 硅 Ｂ Ｃ ８纳 米 晶体 。因
此， 施 加 激 光 或 是 化 学 压 力 都 可 能 使 现 有 的 太 阳
能 电池 转 化 为 高效 的新 型 太 阳 能 电池 。
太 阳能 电池 以光 电 效 应 作 为 基 础 ．当 １ 个 光
激光加工技术使太阳能电池的效率提高到22%
激 光技 术与 应用
Laser Technology & Applications
之前 , 下一步加工 工序是利用 金属蒸 发自对 准接触 层分离加工来分离发射区和基区。
为使 太阳能电池 的转换效率 达到最 佳化, ISFH 研究所和德国 Laser Zentrum Hannover 公司的研究人 员发 现, 载流子的 寿命与不 同波长激 光光源 造成的 晶片损 伤和 KOH 腐 蚀深度有关。 而且, 三倍频 Nd∶ YAG 355 nm 激 光 烧 蚀 导 致 晶 片 损 伤 的 深 度 是 3 !m; 二倍频 Nd∶YAG 532 nm 激 光烧蚀导致晶片损 伤的 深度为 4!m; 而 Nd ∶YAG 1 064 nm 激光 导致的 损 伤深度会 超过 20 !m。只要 去除的 损伤层 达到如
●光学 透镜 : 平凸 、双凸 、平 凹、双 凹、消 色差胶合透镜等 。直径 1~ 150 mm;焦 距 1~2 000 mm; 材 料 包 括 光 学 玻 璃 、紫 外石 英玻 璃、有 色光 学玻 璃和 红外 材料 。
●光学 棱镜 : 各种 规格 直角 棱镜 及其 他常 用棱镜 。 ●光学 反射 镜: 各 种尺 寸规 格的 镀铝 、镀银 、镀金 和介 质反 射 镜。
激光技术与 应用
Laser Technology & Applications
激光加工技术使太阳能电池的
效 率 提 高 到 22%
●王进 华
目前, 由 晶体硅制 作的太 阳能电池 已在太 阳能 光生伏打 产品市场上 占据统治 地位。一 般工业 晶体 硅太阳 能电池 的光- 电转换 效率为 14%~16%, 而采 用新 的激光 加工 技术 能提 高太阳 能电 池的 光- 电 转 换 效 率 。 德 国 Institut für Solarenergieforschung Hameln ( ISFH) 研究所的 研究人员已 经研制出 一种 制 造太 阳 能电 池 的 加工 工 艺 , 即 背 交 叉单 次 蒸 发 ( RISE) 工艺 。辅以 激光 加工 技术 , 用 该工 艺制 造 的背接 触式硅太 阳能电 池的光 电转换 效率 达到 22%。
激光技术在光伏电池生产中的应用研究
激光技术在光伏电池生产中的应用研究
黄帅;聂勇强;张赟;陈森
【期刊名称】《光源与照明》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】光伏电池作为一种清洁、可持续的能源转换技术,正逐渐崛起为能源领域的重要一环,随着全球对可再生能源需求的不断增长。
文章通过对激光技术在光伏
电池制造中的独特优势进行综合分析,对激光技术在光伏电池生产工艺中的关键应
用进行了深入探讨,详细介绍了激光技术在提高光伏电池转换效率、降低生产成本、提高生产线灵活性等方面的积极作用,并对激光技术在光伏电池切割、背电极蚀刻、局部火花加工等方面的应用进行了详细介绍。
同时,提出了一系列技术改进和发展
方向,为推动光伏产业发展、提升电池制造水平提供了理论支撑和实践指导。
【总页数】3页(P147-149)
【作者】黄帅;聂勇强;张赟;陈森
【作者单位】隆基绿能科技股份有限公司西咸新区分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM914
【相关文献】
1.激光刻划功率对CIGS光伏电池激光划线位置透光的影响
2.对线上课程教学的研究——以标志设计课程为例
3.VR技术在光伏实践课中的应用——以光伏电池制备
工艺课程为例4.新型光伏电池技术在电力系统中的应用研究5.光伏电池项目整体技术解决方案研究——以南通某光伏电池项目为例
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超快激光在光伏电池中的应用研究
超快激光在光伏电池中的应用研究近年来，光伏电池技术迅速发展，成为人们追逐的焦点。
然而，由于光伏电池的材料制作过程中存在一定难点，致使其效率低下，或者成本较高。
因此，科学家们一直在致力于研究与改善光伏电池材料的制作方法和效率，从而实现更加高效可靠的光伏电池技术。
而超快激光技术的发展和成熟，为科学家们提供了一个全新的解决方案。
超快激光技术是一种高能的激光技术，其脉冲时间极短，能量较强，适合用于高精度的微观物质加工。
特别是近些年来，超快激光被广泛应用于光伏电池材料制备和改善研究，其应用范围逐渐扩展。
一、超快激光在光伏电池中的应用超快激光可以在光伏电池的材料生产过程中进行精密加工，可以有效地提高光伏电池的转换效率。
1. 光伏电池材料制备超快激光对于光伏电池材料的制备有很大的作用。
在制备过程中，超快激光可以对所需材料进行高精度的加工，使得材料能够更好地吸收光能，从而提高光伏电池的转换效率。
2. 光伏电池生产过程控制利用超快激光来进行光伏电池的生产过程控制，可以精准地控制光伏电池内部材料的分布和构成。
这一过程可以使得光伏电池内部的能量转换更加高效，从而提高电池的转换效率。
二、超快激光对光伏电池的优势1. 提高光伏电池的转换效率超快激光技术能够对光伏电池的材料进行加工，并精确地控制材料内部的分布，从而提高了光伏电池的转换效率。
与传统材料制备方法相比，超快激光技术可以使得光伏电池的电池效率提高3-4%。
2. 缩短生产周期超快激光技术能够快速地进行材料加工，从而缩短整个光伏电池的生产周期。
与传统生产方法相比，利用超快激光的生产方式可以缩短生产周期3-4倍。
3. 提高材料品质超快激光技术在光伏电池材料加工过程中，可以使得材料微观结构更加均匀，从而提高了材料品质。
这一过程使得光伏电池更加稳定、耐用，对长期使用的有效性也更高。
三、超快激光技术在光伏电池中的潜力1. 降低光伏电池制造成本超快激光技术在光伏电池的材料制备和处理过程中，能够快速、精确地加工材料，从而缩短生产周期，提高制造效率，同时降低制造成本，更加环保。
激光能在太阳能光电转换中的应用
激光能在太阳能光电转换中的应用太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，日益受到人们的青睐和关注。
然而，尽管太阳能的利用前景广阔，但是其效率却一直是一个制约因素。
为了提高太阳能的光电转换效率，研究人员开始探索激光在太阳能光电转换中的应用。
激光作为一种高度聚焦、高能量密度的光源，具有许多独特的优势，可以帮助提高太阳能电池的效率和性能。
首先，激光在太阳能光电转换中的应用可以提高光伏电池的光吸收效率。
光伏电池是将太阳能直接转化为电能的装置，其效率取决于其对太阳光的吸收程度。
然而，由于太阳光的光谱分布较宽，光伏电池只能吸收其中的一部分光线，而大部分光线并不能被有效利用。
利用激光作为光源可以实现对光线的精确调控和聚焦，使得光伏电池可以吸收更多的光线，从而提高光伏电池的光电转换效率。
其次，激光可以帮助克服光伏电池表面缺陷对性能的影响。
光伏电池表面的缺陷会导致光线的反射和散射，降低光伏电池的光吸收效率。
利用激光可以实现对光伏电池表面缺陷的定向修复和光学增强，使得光伏电池表面更加光滑和均匀，减少光线的反射和散射，提高光伏电池的光电转换效率。
此外，激光在太阳能光电转换中的应用还可以帮助提高光伏电池的电流输出和稳定性。
激光可以实现对光伏电池内部电子输运的精确控制，减少电子的复合和散射损耗，提高电子的传输效率和载流子寿命，从而增加光伏电池的电流输出和稳定性。
此外，激光还可以实现对光伏电池的局部加工和修复，帮助光伏电池实现局部优化和增强，提高其整体性能和可靠性。
总的来说，激光在太阳能光电转换中的应用具有巨大的潜力和应用前景。
通过充分利用激光的高能量密度、高空间分辨率和高光学控制能力，可以帮助提高太阳能光电转换的效率和性能，推动太阳能技术的发展和应用。
未来，随着激光技术的不断进步和发展，相信激光在太阳能光电转换中的应用将会得到进一步拓展和深化，为解决能源危机和环境污染问题发挥重要作用。
激光在太阳能光伏电池上的应用
激光在太阳能光伏电池上的应用新型电池片时代来临，TOPCon、HJT、XBC等效率潜力更大的新型电池新技术纷纷涌现。
激光是光伏电池实现降本增效的有效技术，在刻蚀、开槽、掺杂、修复以及金属化等领域均体现出相较于传统技术的明显优势，激光技术在各类电池技术中都有广阔的发展空间。
一、激光技术的应用在光伏元件制造过程中，需要使用激光对硅片进行打薄、切割、塑形等工序。
激光可以将自身所蕴含的大量能量集中到横截面积很小的范围内释放，极大程度上提高了能量的利用效率，使其可以对较为坚硬的物质进行加工。
同时，激光的高能特性使之具有超高的温度，这可以在工作人员的精密控制下对硅片及附着物质进行灼烧，形成电池边缘掺杂或是对光伏元件表面进行镀膜，提高光伏电池的发电能力与太阳能利用能力，使用激光源作为主要光源，降低发电成本，从根本上提升光伏发电的效率。
激光技术在PERC电池端的应用主要包括激光掺杂（SE）、激光消融、激光划片等，激光消融和激光掺杂已经成为标配性技术。
此外，激光在光伏电池端还有部分小众型应用，如激光MWT打孔、LID/R修复等，具体来看：一是激光掺杂设备：SE为选择性发射极，在前道扩散工序产生的磷硅玻璃层的基础上，利用激光的可选择性加热特性，在电极栅线与硅片接触部位进行高浓度磷掺杂，形成n++重掺杂区。
激光掺杂可提高电极接触区域的掺杂浓度，降低接触电阻。
二是激光消融设备：利用激光对钝化膜精密刻蚀，实现微纳级高精度的局部接触。
该工艺为PERC技术增强钝化的核心工艺之一，同时要求激光加工具有精确的能量分布、作用时间控制以及脉冲稳定性。
PERC技术可使单晶电池光电的转换效率从20.3%提升至21.5%。
三是其他设备：①MWT打孔设备：应用金属穿孔卷绕技术进行激光打孔，将电池正面电极搜集的电流通过孔洞中的银浆引导背面，而消除正面电极的主栅线，从而减少正面栅线的遮光。
由于MWT电池较为小众，该设备仅在日托光伏等企业有少量应用。
光电效应在太阳能电池中的应用及效率优化研究
光电效应在太阳能电池中的应用及效率优化研究引言：太阳能作为一种清洁、可再生能源，被广泛应用于电力、热能等领域。
太阳能电池是将太阳光转化为电能的关键设备，而光电效应是太阳能电池工作的基本原理。
本文将介绍光电效应在太阳能电池中的应用，并探讨如何优化光电效应以提高太阳能电池的转换效率。
一、光电效应在太阳能电池中的应用1. 光电效应的概念和原理光电效应是指当光照射到金属表面时，光子的能量转化为电子的能量，使金属中的自由电子被激发，从而产生电流。
太阳能电池正是利用了光电效应将太阳辐射能转化为电能。
2. 光电效应的应用(a) 太阳能电池太阳能电池利用光电效应将太阳能转化为电能。
太阳能电池的基本结构包括P-N结和光电转换层。
光电转换层吸收太阳辐射，将光子能量转化为电子能量，然后通过P-N结的作用将电子聚集到电极上，形成电流。
(b) 其他光电设备光电效应也被应用于其他光电设备中，如光电导、光电探测器和光电放大器等。
这些设备利用光电效应将光信号转化为电信号，实现能量的转换和传输。
二、光电效应在太阳能电池中的效率优化研究1. 提高光电转换效率的方法(a) 优化光电转换层太阳能电池的光电转换层主要由半导体材料构成，不同半导体材料对光的吸收能力不同。
研究人员可以通过优化光电转换层的厚度、组分和结构等参数，提高光的吸收效率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
(b) 减小能量损失太阳能电池在能量转换过程中会有一定的能量损失，主要包括光的反射、透射和散射、载流子复合以及电极和电流收集等。
降低这些能量损失，例如通过表面改性、抗反射涂层和光学波导等技术，可以提高太阳能电池的转换效率。
2. 提高光电效应的研究进展(a) 纳米材料的应用近年来，研究人员开始探索纳米材料在太阳能电池中的应用。
纳米材料具有特殊的能级结构和优异的光电特性，可以增强光的吸收和光电转换效率。
通过合理设计纳米材料的结构和形态，可以优化太阳能电池的性能。
(b) 多结构太阳能电池传统的太阳能电池结构主要包括单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
激光在太阳能中的应用
技术部
广东汉能光伏有限公司
目录
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激光器原理 激光设备介绍 各道激光刻蚀工艺与作用 开机关机流程 设备维护与安全 常见故障与分析
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一、激光器原理 激光器是利用受激光辐射过程产生光和放大的一 种器件，从它发出的光具有极好的相干性、单色 性、方向性和极高的亮度，便于人们控制它和利 用它。因而这种光源具有更大的实用价值。激光 器是人们在长期改进光源的实践和对光的本性不 断深入认识的基础上产生的一种新型光源，激光 器的出现标志着人类在对光的认识和利用上的一 个飞跃。
17 广东汉能光伏有限公司 Confidential
技术要求
• 技术要求 • A、线宽：L1=40±10µm、L2=80±10µm、 L3=80±10µm； • B、线距：L12＜100µm、L23＜100µm； • C、重合率＞30%； • D、平行度，不平行＜50µm； • E、P1的跨线电阻值＞2M ； • F、光斑大小：直径200µm； • G、各网格断开，平行于划线网格不能有链接； • H、绝缘电阻值＞200M
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二、激光设备介绍
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A. 我们公司使用的激光薄膜刻划机是由大族激光公司的系统和 rofin激光器整合而成，rofin公司只是提供激光光源，剩下部分 如调焦系统、运动系统、传动系统、CAD 画图等都由大族激光公 司提供，rofin激光器和大族激光公司的系统唯一的连接部分是 一条串口线（com），当运动装置将玻璃传送到某个特定位置便通 过串口线（com），给rofin激光器发出一个信号，rofin激 光器一接收到信号就发出激光。激光薄膜刻划机有两个型号： SL1407-IR20、SL1407-GR12。分别用激光一、二和三工序。 B.两个型号的激光薄膜刻划机异同点，见下表。
激光在新能源领域的应用
激光在新能源领域的应用激光技术在新能源领域的应用引言：随着全球能源危机的日益突显，新能源的开发和利用成为了当今社会的重要议题。
作为一项高科技技术，激光在新能源领域的应用也受到了广泛关注。
本文将就激光在太阳能、风能和生物质能等新能源领域的应用进行探讨。
一、激光在太阳能领域的应用太阳能是一种广泛应用的清洁能源，而激光技术在太阳能领域的应用可以提高太阳能电池的效率和生产过程的质量。
首先，激光可以用于太阳能电池的制造过程中，通过精确的光刻技术，将光敏材料刻蚀成所需的形状，提高电池的光吸收效率。
其次，激光还可以用于太阳能电池的清洗和检测过程，通过高能量的激光束，清除电池表面的杂质和污染物，提高电池的光吸收和转换效率。
此外，激光还可以用于太阳能光伏发电站的维护和监测，通过激光雷达等技术，实时监测光伏组件的损伤和故障情况，提高光伏发电站的运行效率。
二、激光在风能领域的应用风能是一种可再生的清洁能源，而激光技术在风能领域的应用可以提高风力发电机组的效率和运行稳定性。
首先，激光可以用于风力发电机叶片的制造过程中，通过精确的切割和加工技术，提高叶片的aerodynamic（气动）性能，减小风阻，提高转换效率。
其次，激光还可以用于风力发电机组的监测和维护，通过激光测距仪等技术，实时监测叶片的形变和结构状况，及时发现并修复潜在问题，提高风力发电机组的可靠性和寿命。
三、激光在生物质能领域的应用生物质能是一种可再生的清洁能源，而激光技术在生物质能领域的应用可以提高生物质能源的利用效率和生产过程的环保性。
首先，激光可以用于生物质能源的加工和转化过程中，通过激光切割和加热技术，提高生物质能源的密度和燃烧效率。
其次，激光还可以用于生物质能源的生产过程中，通过激光测量和控制技术，实时监测生物质的含水率和燃烧特性，优化生产工艺，降低排放物的含量和环境污染。
结论：激光技术作为一项高科技技术，在新能源领域的应用前景广阔。
通过激光的精确控制和高能量特性，可以提高太阳能电池、风力发电机组和生物质能源的利用效率，减少能源的浪费和环境污染。
半导体激光器在太阳能电池领域的应用
半导体激光器在太阳能电池领域的应用现今，激光器已经普遍应用于太阳能电池生产领域，如脉冲Nd:YAG激光器或Nd:YVO4激光器用于太阳能电池的边缘隔离。
在太阳能电池生产中，通过对硅片进行激光钻孔、激光切割、激光划线来实现背部电连接，这些方法同样被认为是可行的激光处理方法。
若要实现此法，则需使用具有较高峰值功率和良好光束质量的脉冲激光器。
虽然高功率半导体激光器不能达到这些参量，但当使用具有毫米级焦点的紧凑型连续光源时，高功率半导体激光器仍具有其优势。
下面将着重描述激光器在太阳能电池生产领域的应用，介绍它是如何实现焊接、再结晶或烘干功能的。
所有这些应用都有其共同点——在几平方毫米的区域范围内可达到目标热值。
半导体激光器——激光焊接在光伏组件的生产中，单个太阳能电池通过焊接连接带互相电连接。
焊接时，焊料必须与其同时达到一定程度的良好导电性能。
因其不确定的热输入和应用期间产生的机械应力，业界很少采用Kolben焊，而是更偏向使用感应钎焊、热空气焊或微型火焰钎焊等焊接方法。
因太阳能电池越来越薄(<200μm)，在其生产过程中，物美价廉的硅太阳能电池对其晶圆处理的要求也就越来越高，应尽可能地减小在处理过程中晶圆的报废率和热应力。
采用高功率半导体激光器进行焊接有诸多优点，而这些优点对于太阳能电池的电连接是必不可少的。
这是一种无接触方法，是通过对空间和时间上输入热量的定义以及确保太阳能电池本身的热应力最小来实现的。
为提高过程的稳定性，半导体激光器可以在一个闭环控制回路里（闭环）通过高温计的作用，尽可能地控制和减小焊缝的热量输入(见图1)。
在自动化生产过程中，可实现大批量重复生产，同时也提高了效益，实现了较高的光电效率。
图1：扫描头的工作方式多数情况下，上述提及的高温计被集成到激光加工头中，其探测范围静态地通过激光焦距调节。
Galvo扫描仪和高温计的结合体现了轴上实时温控的灵活优势，并在材料加工方面激光功率和曝光时间参数相同的前提下，ISFH得出无铅丝(Sn96.5Ag3.5)和含铅丝（Sn60Pb40）的可比结论。
激光在太阳能电池中的应用
激光在太阳能电池中的应用
激光在太阳能电池中的应用主要包括以下几个方面：
1. 清洗表面：太阳能电池板的表面容易积聚尘埃和污物，影响电池的光吸收效率。
激光可以用来清洗表面，去除污物和杂质，提高太阳能电池的效率。
2. 制造过程中的辅助工具：激光可以用来辅助太阳能电池的制造过程，如切割、打孔、刻蚀等。
激光加工可以实现精确而高效的加工，提高生产效率和产品质量。
3. 引导光线：激光可以用来引导光线进入太阳能电池中。
通过激光的聚焦和定向，可以将光线准确地引导入电池中，提高光吸收效率。
4. 激活材料：有些太阳能电池需要特定的材料进行光电转换。
激光可以用来激活这些材料，使其具有更高的光电转换效率。
总的来说，激光在太阳能电池中的应用可以提高电池的效率、加速制造过程、提高产品质量，从而推动太阳能电池的发展和应用。
激光助力高效太阳能电池生产
案例分析：成功应用激光刻蚀技术企业
企业A
通过引进先进的激光刻蚀设备和技术，实现了太阳能电池 生产的高效、精准刻蚀，大幅提高了电池光电转换效率， 降低了生产成本。
企业B
针对自身产品特点，制定了独特的激光刻蚀工艺方案，成 功解决了传统刻蚀工艺中存在的难题，提升了产品竞争力 。
企业C
注重激光刻蚀技术的研发与创新，不断推出具有自主知识 产权的激光刻蚀设备和工艺方案，为行业发展做出了积极 贡献。
激光切割工艺参数优化研究
激光功率与切割速度
研究不同激光功率和切割速度对切割 质量的影响，优化工艺参数以提高切 割效率和降低成本。
材料特性与激光波长
针对不同材料特性选择合适的激光波 长，提高激光与材料的相互作用效果 ，优化切割工艺。
辅助气体种类及压力
分析不同辅助气体（如氧气、氮气等 ）及其压力对切割效果的影响，选择 合适的辅助气体以提高切割质量。
通过引进先进的激光切割设备和 技术，实现了太阳能电池板的高 效、精准切割，提高了生产效率
和产品质量。
企业B
针对传统机械切割方式存在的效率 低下、精度不足等问题，采用激光 切割技术进行改进，取得了显著的 经济效益和社会效益。
企业C
在激光切割技术的基础上，进一步 研发了自动化、智能化的生产线， 实现了太阳能电池板的全自动、高 效生产。
工艺参数调整策略
针对不同材料、不同结构的太阳能电池，制定相应的工艺参数调整策 略，确保刻蚀效果最佳。
刻蚀质量检测方法与标准
刻蚀质量检测方法
采用显微镜、光谱仪等设备对刻蚀后的 太阳能电池表面进行检测，评估刻蚀效 果。
VS
刻蚀质量标准
制定统一的刻蚀质量标准，包括刻蚀深度 、线宽、间距等关键指标，确保产品质量 稳定可靠。
激光热处理技术在能源储存设备制造中的应用研究
激光热处理技术在能源储存设备制造中的应用研究激光热处理技术是一种利用激光束对材料进行加热处理的先进技术。
在能源储存设备制造领域，激光热处理技术具有许多独特的应用。
本文将对激光热处理技术在能源储存设备制造中的应用进行研究和探讨。
首先，激光热处理技术在锂离子电池制造中的应用非常广泛。
锂离子电池作为目前最常用的电池类型，其性能的提升对于能源储存设备的发展至关重要。
激光热处理技术可以用于锂离子电池正负极材料的制备过程中。
通过控制激光的功率、加工速度和扫描路径等参数，可以实现对锂离子电池材料的定向、精确和高效的热处理。
这将有助于提高锂离子电池的电化学性能和循环寿命，从而提升能源储存设备的整体性能。
其次，激光热处理技术在超级电容器制造中也具有重要的应用价值。
超级电容器是一种高能量密度和高功率密度的能源储存设备，具有快速充放电、长寿命和良好的温度特性等优点。
激光热处理技术可用于制备超级电容器的电极材料。
通过激光热处理，可以实现电极材料中的微观结构调控和相变控制，进而改善超级电容器的电化学性能和循环寿命。
此外，激光热处理还可以用于超级电容器的封装过程，提高封装的密封性和可靠性。
另外，激光热处理技术在燃料电池制造中也具有重要的应用潜力。
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备，被广泛应用于交通工具、电力系统和便携设备等领域。
激光热处理技术可以用于燃料电池的电极催化剂制备过程中。
通过调控激光的功率和加工参数，可以实现对催化剂的微观结构和组成的精确控制，从而提高燃料电池的电化学性能和寿命。
此外，激光热处理还可以用于燃料电池膜电极的制备过程中，提高电极与阳极或阴极膜的结合性，增强膜电极的循环稳定性。
此外，激光热处理技术还可应用于太阳能电池制造中。
太阳能电池的转换效率和光电转换效率是评价太阳能电池性能的重要指标。
激光热处理技术可用于太阳能电池中的表面修饰和纳米结构调控。
通过激光热处理，可以改变太阳能电池表面的微观形貌和能带结构，提高光的吸收率和载流子的分离效率，从而提高太阳能电池的转换效率。
激光p3工艺钙钛矿太阳能电池
激光p3工艺是一种新兴的太阳能电池生产工艺，该工艺借助激光技术，通过在钙钛矿太阳能电池的生产过程中使用激光器，实现对电池器件的精准加工和优化，进而提高电池性能和辐射稳定性。
激光p3工艺针对钙钛矿太阳能电池的生产具有重要意义，能够提升电池的光电转换效率和长期稳定性，同时也有望降低生产成本，推动太阳能电池行业的发展。
在激光p3工艺中，激光器被用于对太阳能电池的电极及电池组件进行精确加工。
传统的手工或传统机械切割加工在精度和效率上存在一定的局限性，而激光p3工艺则可以实现对电池器件的高精度切割和微米级尺寸控制，从而满足钙钛矿太阳能电池对器件精度和一致性的需求。
通过激光p3工艺，可以有效减少电池组件的电极电阻，提高光伏电流的收集效率，同时实现电池器件的细微优化，增强太阳能电池的光电转换效率。
激光p3工艺还可以在生产过程中实现对电池器件的定向表面改性，有效改善电池的表面电荷传输和光吸收性能。
利用激光器对电池表面进行纳米加工，可以在提高光吸收率的同时降低表面反射率，从而提高光电转换效率。
激光p3工艺还能够实现对电池中局部缺陷和杂质的局部处理，提高器件整体质量和长期稳定性。
在实际应用中，激光p3工艺在钙钛矿太阳能电池的生产中已经取得了一系列重要突破。
研究人员通过对多种不同类型的钙钛矿太阳能电池样品进行实验研究，发现激光p3工艺可以显著提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和长期稳定性。
由于激光p3工艺的高精度和高效率，这一技术也被广泛应用于太阳能电池的工业化生产中，取得了良好的经济效益和社会效益。
不过，值得注意的是，激光p3工艺的应用仍然面临一些挑战。
激光器本身的成本较高，需要在设备购置和维护上投入大量资金。
另激光p3工艺在实际生产中面临的加工速度和批量生产能力也需要进一步提高。
激光器在加工过程中可能会产生热效应，对器件的材料和结构造成影响，因此在激光p3工艺的应用中需要进行更加精细的工艺控制和参数优化。
综合来看，激光p3工艺作为一种新兴的太阳能电池生产工艺，在钙钛矿太阳能电池的生产领域具有重要的意义。
激光工艺在光伏领域的应用：电池片技术、降本、行业格局
技术层面：激光工艺在光伏领域的应用1 电池片技术：N型电池片处于产业化萌芽期高效单晶硅电池发展历程：太阳能电池根据其所用材料可分为晶硅电池与薄膜电池，其中晶硅电池凭借其效率、成本上的优势获得市场主流地位。
在晶硅电池中，单晶硅电池占据市场大部分份额，其中目前PERC电池技术市占率最高；TOPCon、HJT、IBC等N型电池技术有望接替P型电池成为下一代电池技术的重要构成，其中，异质结电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好等优点。
图：太阳能电池技术路线PERC电池（PassivatedEmitterandRearCell，发射极和背面钝化电池）是由BSF电池（常规铝背场电池）衍生而来。
PERC电池的核心工艺在于通过在电池背面增加钝化层，并开槽钝化层与电极形成接触，从而达到降低复合速率、提升电池的转化效率的目的。
在PERC工艺基础上再叠加SE工艺可以进一步提高PERC电池的效率。
目前，PERC+SE是光伏电池片的主流工艺。
图：SE原理工艺流程♦TOPCon电池（TunnelOxidePassivatedContact，隧穿氧化层钝化接触电池）是由N-PERT电池（钝化发射极背表面全扩散电池）衍生而来，其前表面与N-PERT电池无本质区别。
TOPCon电池的特征是在背面沉积了一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂多晶硅薄层，二者共同形成了无需开孔的钝化接触结构，以提高电池的转换率。
TOPCon电池与PERC产线兼容性较好，可从现有产线升级，但工序较多，量产稳定性和性价比有待提升。
图：TOPCon电池结构特点♦HJT电池（HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer，异质结电池，也被称为HIT/HDT/SHJ）的特征是正面PN结和背面高低结均是由晶体硅和非晶硅形成的，电池呈对称结构。
HJT电池的优势明显，它的制备工序少，且在相对低温下进行；温度系数小，电池性能稳定；双面对称结构，对光的利用率高；衰减率低。
太阳能转换高效率激光提供解决方案
太阳能转换高效率激光提供解决方案近年来，随着全球能源危机和环境问题的不断凸显，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式备受关注。
然而，要将太阳能转换为实用的电能仍然存在一定的挑战。
其中之一便是提高太阳能转换效率。
为了解决这一问题，研究人员们开始关注太阳能转换高效率激光技术，并积极寻找解决方案。
要理解太阳能转换高效率激光技术的概念，首先需要了解太阳能转换的基本原理。
太阳能转换一般通过光伏效应实现，即太阳能光子通过半导体材料的吸收和电子激发，将太阳能转化为电能。
然而，由于光伏材料的能带结构和电子结构的限制，目前光伏电池的转换效率仍然有待提高。
在光伏电池中，传统的太阳能转换过程主要依赖于热效应，将太阳能转化为热能，再进一步转化为电能。
而太阳能转换高效率激光技术则是通过直接利用光能，将太阳能转化为激光的方式来实现高效率转换。
激光是一种高度聚焦、单色、高能量密度的光束，具有较高的能量转换效率。
要实现太阳能转换高效率激光技术，研究人员们需要解决以下几个关键问题：首先，需要找到一种高效的光伏材料，以吸收太阳能并转化为激光。
目前研究中较为常见的是钙钛矿材料，它具有优异的光学和电学性能，能够高效地吸收太阳能并转化为激光。
然而，钙钛矿材料还存在稳定性和成本等方面的挑战，需要进一步的改进和优化。
其次，需要设计有效的能量传输和光束聚焦系统，将太阳能转化的激光聚焦到高效光伏电池上。
激光聚焦能够提高光伏电池的光吸收效率，并降低光能的损失。
这就要求开发高效的光学元件和光学系统，确保光能能够准确、稳定地传输和聚焦。
此外，还需要解决激光器部件的稳定性和制造成本等问题。
激光器是太阳能转换高效率激光技术的关键部件，其稳定性和制造成本直接影响着技术的可行性和商业化应用。
研究人员需要改进激光器的设计和制造工艺，以提高其稳定性和降低制造成本。
最后，需要探索并优化太阳能转换高效率激光技术的系统集成。
光伏电池、激光器、能量传输和光束聚焦系统等组成了整个技术体系，其协同效应对于整体转换效率至关重要。
光电效应在太阳能电池中的应用
光电效应在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种利用太阳光直接将光能转化为电能的装置。
在太阳能电池中，光电效应起着至关重要的作用。
光电效应是指当光能量束照射到物质表面时，会产生光电子，从而产生电流。
这种现象在太阳能电池中被广泛应用，以将太阳光能转化为可利用的电能。
光电效应的基本原理是光子的入射能量超过或等于物质的电子结合能，光子与物质发生相互作用，将光能转化为电能。
在太阳能电池中，使用了半导体材料来实现光电效应。
半导体材料具有特殊的能带结构，包括导带和价带。
当太阳光照射到半导体表面时，能量足够高的光子可以使得价带中的电子跃迁到导带中，形成自由电子和空穴。
自由电子和空穴的分离和运动就产生了电流。
太阳能电池的基本结构包括p-n结和光吸收层。
p-n结是由不同掺杂的半导体材料构成，形成了一个电势垒。
当光子照射到光吸收层时，光能被吸收，电子跃迁到导带中，从而在p-n结附近产生正电子空穴对。
由于电势垒的存在，电子和空穴会被分离，电子向n区域移动，空穴向p区域移动，从而形成电流。
这种电流通过外部连接到负载电阻上，使其工作。
在太阳能电池中，光电效应有以下几方面的应用。
首先，光电效应使太阳能电池具有高效率的光电转换能力。
光电效应的基本原理决定了太阳能电池对光的吸收能力和电能输出的效率。
通过选择合适的光吸收材料和优化太阳能电池的结构，可以最大限度地提高光电转换效率。
目前已经研制出各种高效率的太阳能电池，如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。
这些太阳能电池利用光电效应将太阳光能转化为电能，可以广泛应用于家庭、工业和农业等领域，实现可再生能源的利用。
其次，光电效应使太阳能电池具有稳定的输出性能。
由于光电效应的作用，太阳能电池的输出电流和电压随着光照强度的变化而变化。
光电效应使得太阳能电池能够根据光照情况自动调节输出电流和电压，适应不同的工作条件。
这种特性使得太阳能电池在实际应用中具有稳定的输出能力，可以连续不断地为电子设备供电。
激光技术在晶体硅太阳电池运用的研究
摘要提高效率、降低成本是光电池今后发展的趋势。
激光作为一个独特的非接触式的加工工具，它在光伏行业中的运用特别是晶体硅电池引起了越来越多的重视。
本论文研究了晶体硅电池制备工艺中如何利用不同类型激光在提高效率和降低成本方面的应用。
在降低成本方面：利用激光进行边缘刻蚀，实验中选用３５５纳米的激光器，并采用平台移动的工作方式；在提高效率的探索方面：选用１０６４纳米激光器开展激光烧熔电极接触技术实验；实验中取得一些有意义的结果：１．大幅提升了电池片的稳定性：使用激光边缘刻蚀后电池片的并联电阻从原先的２０．６２欧姆提升到１９３．３９欧姆，这样对于电池片的稳定性有了大幅的提升。
２．对激光边缘刻蚀和背电极烧熔的细致研究表明，激光边缘刻蚀的可控性需要提升。
目前激光刻蚀可能导致电池片短路电流有了少许的下降。
平均短路电流从５．３８安培下降到５．３６安培。
短路电流的少许损失主要归咎于激光刻蚀的可控性差，导致电池的有效受光面积的减小。
３．电池片进动的精度有待提高。
激光刻蚀的距边精度，目前的水平是９０ｕｍ左右。
针对１２５单晶硅太阳电池，激光刻蚀的路径有４条直线和４个圆弧。
伺服电机的精度和ＣＣＤ的像素影响了整个电池片的激光刻蚀精度。
４．增加激光脉冲宽度，可能导致填充因子的减小。
实验中改变激光脉冲宽度从１２５纳秒增加到１４０纳秒，激光烧蚀后电池片的串联电阻从３５．７毫欧增加到３９．６毫欧。
随着串联电阻的增加，电池片的填充因子和转换效率也相应地减小。
５．在激光烧蚀研究中发现，随着激光烧蚀后点间距的增大，串联电阻也逐渐增大。
当点间距为ｏ．５毫米时的串联电阻为１８．６５毫欧，点间距增加到１．２５毫米时的串联电阻为５６．２毫欧。
电池片串联电阻增大后，填充因子和转换效率都相应地减小。
６．激光烧熔电极接触实验，ＬＦＣ电池的ＰＦＦ值在８０％左右，与正常标准工艺电池片ＰＦＦ值为８１％左右相比，ＰＦＦ值偏小。
这归咎于激光的热损伤。
关键词：激光技术·边缘刻蚀激光烧熔接触电池ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｆｕｔｕｒｅｔｒｅｎｄｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｏｌａｒｃｅｌＩＩＳｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｓｔ．Ｌａｓｅｒｉｓａｓａｕｎｉｑｕｅｎｏｎ．ｃｏｎｔａｃｔｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｏｏｌｓ．ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｉｎｄｕｓｔｒｙｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔｅｌｌｓＩａｓｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｒｏｍｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌＯＷＣＯｓｔ．１０Ｗｃｏｓｔａｓｐｅｃｔ：ｗｅｕｓｅｄＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ａｎｄｃｈｏｓｅｓｕｉｔａｂｌｅＩａｓｅｒ．ＩａｓｅｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｉＳ３５５ｎｍａｎｄｍｏｂｉｌｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｔｏｏＩｉＳｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｖｉｎｇ．Ｔｒｙｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｃｅｌｌｓｅ骶ｉｅｎｃｙａｓｐｅｃｔ：ｗｅｕｓｅｄＩａｓｅｒｆｉｒｉｎｇｃｏｎｔａｃｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ａｎｄｃｈｏｓｅ１０６４ｎｍＩａｓｅｒｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｅｌｌｓ．ｗｅｇｏｔｓｏｍｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏＩｌｏｗ：１．Ｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．ｓｈｕｎｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒｏｓｅｆｒｏｍｏｒｉｇｉｎａＩ２０．６２Ｏｈｍａｆｔｅｒｐｌａｓｍａｅｔｃｈｔｏ１９３．３９０ｈｍａｆｔｅｒＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．２．ＴｈｅＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄＩａｓｅｒｆｉｒｉｎｇｃｏｎｔａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙｏｆＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｎｅｅｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅ．ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｌａｓｍａｅｔｃｈ．ｔｈｅｒｅｉＳａｓｈｏｒｔａｇｅａｓｐｅｃｔｔｈａｔｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｉＳｔｉｎｙＩＯＷ．ａｖｅｒａｇｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｏｐｐｅｄｆｒｏｍ５．３８ＡｔＯ５．３６Ａ．ｉｔｓｄｕｅｔｏｌＯＳＳｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｒｅａａｆｔｅｒＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎ．３．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ．ｅｄｇｅｄｉｓｔａｎｃｅｉＳａｂｏｕｔ９０ｕｒｎａｆｔｅｒＩａｓｅｒｅｄｇｅｉｓｏｌａｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔ１２５ｍｏｎｏ．ｓｉ．ＩａｓｅｒｐａｔｈｓｈａｖｅｆｏｕｒＩｉｎｅａｎｄｆｏｕｒｃｉｒｃｌｅｓ．ＳＯｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＬｈｅｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒａｎｄＣＣＤｐｉｘｅｌｃｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｌａｓｅｒｉｓｏｌａｔｉｏｎ．４．ＩｎｔｈｅＩａｓｅｒｆｉｒｅｄｃｏｎｔａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉａｓｅｒｐｕｌｓｅｄｕｒａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ１２５ｎｓｔｏ１４０ｎｓ．ａｆｔｅｒｌａｓｅｒｆｉｒｅｄｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｃｅｌｌｓ’ｓｅｒｉｅｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ３５．７ｍｏｈｍｓｔｏ３９．６ｍｏｈｍｓ．Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｓｅｒｉｅｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ｔｈｅｆｉｌｌｆａｃｔｏｒａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃｅｌｌｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ．５．１ｎｔｈｅＩａｓｅｒｆｉｒｅｄｃｏｎｔａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．ｗｅｆｏｕｎｄａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｏｉｎｔｄｉｓｔａｎｃｅ。
光电效应提供了高效太阳能电池发展
光电效应提供了高效太阳能电池发展随着人类对可再生能源的需求不断增加，太阳能作为一种绿色、无污染的能源形式备受关注。
然而，在太阳能发电中，要充分利用太阳光的能量并将其转化为电能，需要借助高效的太阳能电池。
而光电效应的发现为高效太阳能电池的发展提供了重要的基础。
光电效应这一现象最早被物理学家爱因斯坦在1905年提出，并获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
该效应说明了光子与物质之间的相互作用，即光子在光照射下将能量转移给物质，使其产生电子，从而形成电流。
这一发现为太阳能电池的实现奠定了理论基础。
太阳能电池利用光电效应的原理，将太阳光能转化为电能。
太阳能电池通常由多层半导体材料组成，其中包含正负电极和吸收光线的材料。
当阳光照射在太阳能电池表面时，吸收材料中的光子将能量传递给原子中的电子，使其被激发并脱离原子成为自由电子。
正负电极将这些自由电子聚集起来形成电流，并通过导线传输出来，从而产生了可利用的电能。
在过去的几十年里，科学家们通过不断的研究和实验，不断提高太阳能电池的效率和稳定性。
光电效应在太阳能电池中的应用已经取得了显著的进展。
通过优化太阳能电池的材料组成、结构设计和工艺制造，科学家们提高了光电转换效率，并降低了制造成本。
目前，太阳能电池已成为可再生能源领域的重要组成部分，广泛应用于家庭、工业和交通等领域。
尤其是随着对新能源的需求不断增加，太阳能电池作为最为成熟的可再生能源技术之一，具有巨大的发展潜力。
然而，虽然太阳能电池的效率不断提高，但仍面临一些挑战。
其中一个挑战是太阳能电池的高成本。
目前，太阳能电池的制造仍需要较高的成本投入，使得太阳能发电的初期投资较为昂贵。
另一个挑战是太阳能电池的稳定性。
太阳能电池容易受到环境因素的影响，如温度、湿度等，这可能影响电池的性能和寿命。
为了解决这些挑战，科学家们正在不断地研究新的材料和技术，以提高太阳能电池的效率和稳定性，并降低其成本。
例如，研究人员正在开发新型的太阳能电池材料，如钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池等，这些新材料具有更高的光电转换效率和更低的制造成本。
基于光电效应的高效太阳能发电技术研究
基于光电效应的高效太阳能发电技术研究太阳能是一种十分广泛的可再生能源，被广泛应用于发电、热水器、灯具等领域中。
其中最常见的太阳能应用方式是太阳能电池发电。
而太阳能电池的发展趋势就是向高效化、低成本化等方向发展。
本文就探讨一种基于光电效应的高效太阳能发电技术。
一、光电效应的应用光电效应常常被用于太阳能电池、光电传感器和光电倍增管等方面。
光电效应的基本原理是当光子碰撞到某个物体的外层电子时，电子会被激发出来。
光电效应的应用在于将这种电子激发出来的机制运用于发电或者传感器中，以达到配合功能的效果。
在太阳能电池中，光子会与硅等半导体材料发生相互作用，并将光子能量转化为电子的能量。
这些电子可以在两端的层流器之间产生流动，并在外部负载上产生电压和电流。
二、高效太阳能发电技术当前的太阳能电池技术已经相当成熟，其主要组成就是晶体硅。
但是传统的硅太阳能电池会在太阳能辐射下产生许多热能，这部分热能是无法转化为电能的即浪费的。
而基于光电效应的太阳能电池则更加高效。
基于光电效应的高效太阳能发电技术采用了新型的太阳能电池材料，例如铜铟硒等，这些材料可以转换能量的效率较高，且随着科学技术的不断进步，这些材料远比传统的硅太阳能电池的转换效率高出几倍，使用更加灵活。
此外，这些新型太阳能电池还有热敏感型热电子物质作为它们的关键零部件，这些热敏感型材料对太阳的辐射很敏感，也可以在夜晚的环境中发电。
三、高效太阳能发电技术的近况目前，高效太阳能发电技术越来越成为太阳能行业的发展方向。
近年来，国内外的科学家们对基于光电效应的太阳能发电技术进行了大量的研究和探讨，取得了许多重要的突破。
例如，美国斯坦福大学的科学家发明了一种半透明的太阳能电池，使用透明材料来代替那些不光透明的硅太阳能电池材料，从而达到更高的能源转化效率。
该电池可以轻松地嵌入到建筑中，并且在维护日期时更加方便，这使得它在未来可以广泛应用于建筑物和汽车的玻璃表面。
四、结论基于光电效应的高效太阳能发电技术，将成为太阳能电池产业未来的发展方向。
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1引言近十年来光伏市场每年以超过40％的速度发展[1，2]，其中晶体硅太阳电池占到90％以上[3]。
太阳电池的新结构和新工艺不断出现，其中采用激光技术来制备太阳电池或替代现有太阳电池某些工艺环节，来提高效率、降低成本和减少电池生产中的污染，是目前太阳电池研究和开发的热点。
用到了激光工艺的刻槽埋栅太阳电池已经被西班牙BP Solar 公司实现产业化，德国夫郎霍费尔研究所（Fraunhofer ISE ）用激光烧结背电极的太阳电池效率也超过21%。
本文介绍激光热效应，综述激光热效应在太阳能电池制备中的具体应用，提出其中普遍存在的问题，并展望激光在太阳电池中的工业化应用前景。
2激光热效应激光聚焦后照射在材料表面时，部分被反射，部分被吸收，部分被传递进入晶体，三者的比例取决于激光波长和材料的色散关系及能带结构[4],其中被吸收的那部分能量才对硅基表面起作用。
光能以声子和电子激发到高能态的形式被吸收，并扩散至临近原子区域。
随着吸收的能量越来越多，材料温度不断升高，升高的速度取决于材料中能量吸收与能量消散之间的比例。
温度升高后，材料的光能吸收的比例也提高，这样愈发加剧材料的升温速度。
在光吸收长度距离内，材料吸收能量转化的热能整体扩散距离大致为L =（4D τ）1/2，其中L 为扩散距离，D 为热扩散系数，τ为激光的脉冲宽度。
当L 远大于吸收长度，受辐照表激光热效应在高效太阳电池工艺中的应用Application of Laser Thermal Effects in Fabrication Process of High Efficiency Solar Cells张陆成王学孟沈辉中山大学光电材料与技术国家重点实验室，广东广州51027!"5Zhang Lucheng Wang Xuemeng Shen HuiState Key Laboratory of Optelectronic Materials and Technologies,Sun Yat-sen University,Guangzhou,Guangdong 510275,China!"摘要综述了激光热效应在高效太阳电池制造中的应用，如激光掺杂和激光烧结工艺；介绍了这两种工艺的具体典型实例：激光掺杂有选择性发射结太阳电池、激光掺杂半导体指栅太阳电池、激光烧结电极太阳电池等。
总结了激光热效应在高效太阳电池工业化生产应用中所存在的问题并预测了其应用前景。
关键词太阳电池；激光掺杂；选择性发射结；激光烧结；半导体指栅；高效AbstractThe application of laser thermal effects,laser doping and laser firing,in high efficiency solar cell fabrication is summarized.Examples of solar cells using thermal effects are introduced,such as laser doped selective emitter solar cells,laser doped semiconductor solar cells,and laser -fired contacts solar cells.Problems in the application of laser thermal effects in the solar cell industrial production are concluded,and their prospective is predicted.Key words solar cell;laser doping;selective emitter;laser-fired contacts;semiconductor finger;high efficiency 中图分类号：TM914.4TK51doi ：10.3788/LOP20094605.0041面温度有限升高；而L小于吸收深度时，温度将急剧升高，导致材料熔化，甚至离化成等离子体。
硅表面受激光辐照后，有两类不同的效应：热效应[5，6]和刻蚀效应。
在激光热效应中，激光能量密度较低，不至于使材料融化，受热区域材料仅起到退火作用；或者激光能量密度如果达到一定强度，材料表面受辐照的区域温度升高甚至达到熔点而融化，在随后的降温过程中，材料会再结晶。
在激光刻蚀效应中，激光能量密度超过一定阈值，材料受激光辐照的区域温度急剧升高，以至于材料离化成等离子体而挥发，在光辐照区形成凹陷区域，这类工艺一般用来改变材料表面形貌，从而得到特殊的器件表面结构。
用作有选择性激光掺杂和激光烧结的激光器波长多为1064nm的Nd:YAG或1342nm的Nd:YVO4固体激光器，将这两种激光分别倍频，可以实现所需要的工艺。
3激光掺杂3.1激光掺杂工艺如果预先在硅片表面涂敷一层掺有某种元素的掺杂源，并且硅片表面被激光加热到熔融状态，那么预敷的掺杂原子快速融入熔体，然后当激光从熔区移开后,熔区的熔体开始冷却并再结晶，掺杂原子与硅形成合金。
这就是激光融熔预沉积杂质源掺杂（Lase-induced melting of predeposited impurity doping LIMPID）[7]。
由于掺杂的源层一般较薄（特别是经过浸涂的液体源），同时要求激光对基体材料的损伤最小，采用较短的激光波长（即将Nd:YAG或Nd:YVO4激光两倍频）可以得到损伤较小的局部掺杂区域。
激光束斑直径愈小愈好，一般达到15~50μm，而功率和扫描速度依据掺杂源膜厚和Q开关的频率决定，但要保证相邻的材料表面熔融斑点有20％~80％重叠区域。
该掺杂工艺的主要优点是:无需掩模即能对硅基体进行局部的有选择性掺杂；由于是局部加热，未受激光辐照的区域不会产生附加的晶格与杂质等缺陷；工艺的环境温度为室温，不需要真空设施；工艺过程没有毒性气体，设备安全，节省空间。
激光掺杂在太阳电池中的应用例子有选择性发射结太阳电池，半导体指栅太阳电池等。
3.2激光掺杂有选择性发射结太阳能电池要使硅与金属形成良好的欧姆接触，需对与金属接触的过渡区域进行重掺杂（原子密度大于1×1019cm-3）[8]，但对于电池前表面的发射极区域，掺杂太重会引起表面少子俄歇复合速度大，电池的短波光谱响应差。
因此，对于有前电极的太阳电池，前表面杂质浓度理想分布应该是：吸收入射光的区域为轻度掺杂，与电极接触的区域为重掺杂。
这样既可以使电池有较高的光谱响应（在波长300~400nm处的内量子效率甚至可以接近于100%[9]），使电池有较高的短路电流I sc和开路电压V oc；同时发射区与金属电极有良好的欧姆接触，从而提高电池的填充因子F。
这就是有选择性掺杂发射结太阳能电池，该思路已经在刻槽埋栅电池中得到体现。
激光刻槽埋栅（Laser grooved buried contact, LGBC）电池由澳大利亚新南威尔士大学最先研制，被西班牙BP Solar公司实现了产业化生产。
这类电池的主要工艺特点是：对于吸收入射光的发射结区域采用轻度扩散；将表面要制备电极的区域，依次采用激光刻蚀成沟槽，碱腐蚀液去除激光造成的损伤，沟槽处做高温掺杂原子的重扩散，再在沟槽处通过化学电镀法镀上镍和铜作为电极。
相对于传统的丝网印刷太阳电池而言，LGBC太阳电池电极制作工艺的费用较高，也较费时，电极工艺时间可以占据大约50%的电池制作时间[10]。
此外，LGBC电池的电极制作还需要好几个高温步骤，这样会增加电池片的高温缺陷，少子寿命也相应增加。
成本低廉且工艺简单的激光掺杂有望代替现有的刻槽埋栅电极制备工艺。
在实验室阶段，所有结构的LGBC电池的激光刻槽和二次掺杂工艺可以全部被激光掺杂工艺代替，基本过程是在LGBC太阳电池其他工艺不变的条件下，将“电池片表面激光刻槽→化学去损伤→沟槽处二次重扩散”的制程用“电池片表面预沉积杂质源→脉冲激光局域融化而后再结晶”制程替代。
激光掺杂优点是：不需要杂质扩散的掩模；不需要对硅片整体高温处理，无需二次掺杂的区域，不产生高温晶格缺陷和杂质缺陷，这对于多晶硅电池尤为重要；激光掺杂处的介质膜也一并去除，未掺杂处的介质膜被保留并可作为后继的无电镀工艺的掩模[11]；工艺安全而环保，无有毒气体放出；工艺设备节省空间。
激光掺杂结合无电镀工艺，除了用于制作电池在发射结区（无论是在电池前表面还是背表面）的电极外，还可用于制作基区的电极，制得的电极接触电阻可以低于0.001Ω·cm2，填充因子F可以超过80%[11]。
因而激光掺杂已成功地实现了多种有选择性发射结太阳电池结构：与传统工业化丝网印刷太阳电池结构相似的激光掺杂有选择性发射结太阳电池，如图1所示[11]；具有指交型全背电极结构的激光掺杂太阳电池；双面太阳电池，如图2所示[12]。
图3[13]是与这种电池结构相似的LGBC指交型全背电极太阳电池，激光掺杂全背电极电池结构与LGBC电池结构不同的是：前者电极附近发射区和基区的重掺杂是通过激光掺杂工艺实现的，而后者电极附近发射区和基区的重掺是依次通过激光刻槽、化学去损伤和二次高温扩散实现的。
激光掺杂有选择性太阳电池性能的共同特点是：有光电活性的发射结区域薄层电阻高达100Ω/□，而电极处重掺杂达到40Ω/□，短波光谱响应明显提高；激光掺杂区域的线宽仅有15μm左右，电镀后的电极线宽也只有35μm左右，而传统丝网印刷电池表面指栅宽度达到130~150μm左右，而全背电极则无遮挡，因而激光掺杂有选择性发射结电池的阴影效应小，电池的短路电流I sc大；电极金属与发射极接触面积小，暗电流小，电池开路电压V oc较大；加上较理想填充因子，因而电池具有较高的光电转换效率。
具有图1结构，在直拉p型硅单晶上制得的电池η值一般达到18%；对于在n型硅片上制得的双面电池和指交型全背电极电池，大批量生产条件下的效率也接近20%[13]。
3.3激光掺杂半导体指栅太阳电池激光掺杂半导体指栅LDSF太阳电池[14]除了具有选择性掺杂发射结太阳能电池的特性外，还有透明电极的特点。
半导体指栅电池没有用无电镀工艺在重掺杂线条上沉积金属栅线，激光重掺的半导体区域就可以作为收集光生电流的栅线，因此叫作半导体指栅。
为了满足低电阻要求，激光掺杂的线条区域掺杂浓度比激光掺杂有选择性发射结太阳能电池更高，达到5Ω/□。
LDSF太阳电池是由激光刻槽半导体指栅（laser grooved semiconductor finger,LGSF）太阳电池发展而来[15,16]，图4是LGSF太阳电池结构示意图。