利用激光熱應力對太陽(yáng)電池進(jìn)行無(wú)損劃裂
在光伏組件生產(chǎn)過(guò)程中，由于晶體硅或非晶硅太陽(yáng)電池的內阻較大，因此需要采用電路并聯(lián)的方式來(lái)降低光伏組件的內阻，此時(shí)就需要將太陽(yáng)電池劃裂成多個(gè)小片，然后焊接成太陽(yáng)電池串，由此可拼接成任意尺寸的光伏組件，且該方式的通用性好。
在劃裂太陽(yáng)電池時(shí)，一般采用激光劃裂的方式。以太陽(yáng)電池的激光劃裂技術(shù)為基礎，可以生產(chǎn)出不同尺寸、種類(lèi)繁多的光伏組件產(chǎn)品，例如：半片光伏組件、尺寸為 210 mm 的太陽(yáng)電池三分片光伏組件、多片疊瓦光伏組件、板塊互聯(lián)光伏組件、無(wú)縫焊接多主柵光伏組件等。由此可知，太陽(yáng)電池的激光劃裂技術(shù)已成為光伏組件產(chǎn)品迭代升級不可或缺的工藝環(huán)節。
常規的太陽(yáng)電池激光劃裂技術(shù)原理: He、N2、CO2 等混合氣體作為激發(fā)激光發(fā)射器發(fā)射激光的媒介，利用激光振鏡聚焦激光以形成激光光束，并通過(guò)改變激光光束的路徑使其照射到太陽(yáng)電池上，此時(shí)激光光束的光能轉換為熱能，且其產(chǎn)生的熱量大幅超過(guò)被太陽(yáng)電池反射、傳導或擴散的那部分熱量，導致太陽(yáng)電池中被照射位置的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點(diǎn)，從而使該位置被刺穿并形成小孔；由于激光光束與太陽(yáng)電池是沿一定的相對線(xiàn)性軌跡移動(dòng)，使這些小孔連起來(lái)形成切縫，從而在太陽(yáng)電池上形成切割道，然后沿此切割道對太陽(yáng)電池進(jìn)行掰片。
由于沿著(zhù)切割道對太陽(yáng)電池掰片時(shí)，利用的是外界力，因此在太陽(yáng)電池切割道處會(huì )有明顯的毛刺。
隨著(zhù)太陽(yáng)電池之間超小間距、大尺寸硅片和超低溫太陽(yáng)電池等工藝的出現，常規的太陽(yáng)電池激光劃裂技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足光伏組件高質(zhì)量的需求。因此，無(wú)損傷激光劃裂機因需而生，且正推向太陽(yáng)電池的主流市場(chǎng)，可解決常規激光劃裂設備不可避免地給太陽(yáng)電池造成熱損傷的問(wèn)題。
激光熱應力對太陽(yáng)電池進(jìn)行無(wú)損劃裂技術(shù)原理：無(wú)損傷激光劃裂技術(shù)主要是利用激光誘發(fā)的熱應力來(lái)控制太陽(yáng)電池斷裂的技術(shù)。該技術(shù)利用激光對太陽(yáng)電池進(jìn)行局部快速加熱，通常是使用近紅外頻率的激光光束。由于激光器功率和激光光斑尺寸與激光熱裂速度相關(guān)，一般使用功率為百瓦的激光器對太陽(yáng)電池進(jìn)行快速激光熱裂。由于無(wú)損傷激光劃裂技術(shù)會(huì )配備以純凈水作為冷卻介質(zhì)且可精確微調的噴水冷卻裝置對太陽(yáng)電池進(jìn)行局部冷卻，因此此時(shí)會(huì )在太陽(yáng)電池表面產(chǎn)生一個(gè)不均勻的溫度場(chǎng)，該溫度場(chǎng)會(huì )使太陽(yáng)電池表面形成溫度梯度，從而誘發(fā)產(chǎn)生熱應力。當激光光斑處于壓應力狀態(tài)，而激光光斑的斑點(diǎn)在太陽(yáng)電池正面和背面處于拉應力狀態(tài)時(shí)，由于太陽(yáng)電池是脆性材料，其抗壓剛度遠大于抗拉強度，當熱應力達到太陽(yáng)電池的斷裂強度時(shí)，太陽(yáng)電池會(huì )發(fā)生斷裂，且斷裂會(huì )隨著(zhù)激光光斑及后續冷卻裝置的移動(dòng)軌道而穩定擴展；但無(wú)損傷激光劃裂技術(shù)的前提是先要在太陽(yáng)電池邊緣加工一個(gè)超小槽口，然后斷裂會(huì )從槽口開(kāi)始并穩定擴張。
采用無(wú)損傷激光劃裂技術(shù)時(shí)，太陽(yáng)電池斷裂面幾乎無(wú)毛刺與熱損傷；
由于無(wú)損傷激光劃裂技術(shù)是近幾年才興起的技術(shù)，尚未成熟，還存在一些技術(shù)瓶頸，比如激光劃裂不到位、裂片產(chǎn)能不高等。造成以上情況的原因包括：設備配套的冷卻裝置一般是以冷卻水噴灑到太陽(yáng)電池加熱區域附近，產(chǎn)生的溫度梯度有時(shí)不明顯，導致太陽(yáng)電池裂片不到位；冷卻水殘留在太陽(yáng)電池表面，需要進(jìn)行相應的加熱來(lái)蒸發(fā)殘留的冷卻水，耗時(shí)較多，會(huì )影響太陽(yáng)電池裂片的產(chǎn)能。
