En mai 2022, CCTV a rapporté que les dernières données de l'Administration nationale de l'énergie montrent qu'à l'heure actuelle, les projets de production d'énergie photovoltaïque en construction s'élèvent à 121 millions de kilowatts et qu'il est prévu que la production annuelle d'énergie photovoltaïque soit nouvellement connectée au réseau. de 108 millions de kilowatts, soit une augmentation de 95,9 % par rapport à l'année précédente.
L’augmentation continue de la capacité photovoltaïque installée mondiale a accéléré l’application de la technologie de traitement laser dans l’industrie photovoltaïque.L'amélioration continue de la technologie de traitement laser a également amélioré l'efficacité d'utilisation de l'énergie photovoltaïque.Selon les statistiques pertinentes, le marché mondial des nouvelles capacités installées photovoltaïques a atteint 130 GW en 2020, battant un nouveau sommet historique.Alors que la capacité photovoltaïque installée mondiale a atteint un nouveau sommet, en tant que grand pays producteur global, la capacité installée photovoltaïque de la Chine a toujours maintenu une tendance à la hausse.Depuis 2010, la production de cellules photovoltaïques en Chine a dépassé 50 % de la production totale mondiale, ce qui est tout à fait logique.Plus de la moitié de l’industrie photovoltaïque mondiale est produite et exportée.
En tant qu'outil industriel, le laser est une technologie clé dans l'industrie photovoltaïque.Le laser peut concentrer une grande quantité d'énergie dans une petite zone de section transversale et la libérer, améliorant considérablement l'efficacité de l'utilisation de l'énergie, de sorte qu'il puisse couper des matériaux durs.La fabrication de batteries est plus importante dans la production photovoltaïque.Les cellules de silicium jouent un rôle important dans la production d’énergie photovoltaïque, qu’il s’agisse de cellules de silicium cristallin ou de cellules de silicium à couches minces.Dans les cellules de silicium cristallin, un monocristal/polycristal de haute pureté est découpé en tranches de silicium pour les batteries, et le laser est utilisé pour mieux couper, façonner et tracer, puis enfiler les cellules.
01 Traitement de passivation des bords de la batterie
Le facteur clé pour améliorer l’efficacité des cellules solaires est de minimiser la perte d’énergie due à l’isolation électrique, généralement en gravant et en passivant les bords des puces de silicium.Le procédé traditionnel utilise le plasma pour traiter l'isolation des bords, mais les produits chimiques de gravure utilisés sont coûteux et nocifs pour l'environnement.Un laser à haute énergie et haute puissance peut rapidement passiver le bord de la cellule et éviter une perte de puissance excessive.Grâce à la rainure formée au laser, la perte d'énergie causée par le courant de fuite de la cellule solaire est considérablement réduite, de 10 à 15 % de la perte causée par le processus de gravure chimique traditionnel à 2 à 3 % de la perte causée par la technologie laser. .
02 Organiser et tracer
La disposition des tranches de silicium au laser est un processus en ligne courant pour le soudage automatique en série de cellules solaires.Connecter les cellules solaires de cette manière réduit les coûts de stockage et rend les chaînes de batteries de chaque module plus ordonnées et plus compactes.
03 Couper et tracer
À l’heure actuelle, il est plus avancé d’utiliser le laser pour gratter et découper des plaquettes de silicium.Il présente une précision d'utilisation élevée, une précision de répétition élevée, un fonctionnement stable, une vitesse rapide, un fonctionnement simple et un entretien pratique.
04 Marque de plaquette de siliciuming
L’application remarquable du laser dans l’industrie photovoltaïque du silicium est de marquer le silicium sans affecter sa conductivité.L'étiquetage des plaquettes aide les fabricants à suivre leur chaîne d'approvisionnement solaire et à garantir une qualité stable.
05 Ablation de films
Les cellules solaires à couches minces s'appuient sur la technologie de dépôt en phase vapeur et de traçage pour procéder à l'ablation sélective de certaines couches afin d'obtenir une isolation électrique.Chaque couche du film doit être déposée rapidement sans affecter les autres couches du substrat en verre et en silicium.L'ablation instantanée entraînera des dommages aux circuits sur les couches de verre et de silicium, ce qui entraînera une panne de batterie.
Afin de garantir la stabilité, la qualité et l'uniformité des performances de production d'énergie entre les composants, la puissance du faisceau laser doit être soigneusement ajustée pour l'atelier de fabrication.Si la puissance du laser ne peut pas atteindre un certain niveau, le processus de traçage ne peut pas être terminé.De même, le faisceau doit maintenir la puissance dans une plage étroite et assurer un fonctionnement 7 x 24 heures sur la chaîne de montage.Tous ces facteurs imposent des exigences très strictes en matière de spécifications laser, et des dispositifs de surveillance complexes doivent être utilisés pour garantir un fonctionnement optimal.
Les fabricants utilisent la mesure de la puissance du faisceau pour personnaliser le laser et l'ajuster afin de répondre aux exigences de l'application.Pour les lasers haute puissance, il existe de nombreux outils de mesure de puissance différents, et les détecteurs haute puissance peuvent dépasser les limites des lasers dans des circonstances particulières ;Les lasers utilisés dans la découpe du verre ou dans d'autres applications de dépôt nécessitent une attention particulière aux caractéristiques fines du faisceau, et non à la puissance.
Lorsque le photovoltaïque à couche mince est utilisé pour l'ablation de matériaux électroniques, les caractéristiques du faisceau sont plus importantes que la puissance d'origine.La taille, la forme et la résistance jouent un rôle important dans la prévention du courant de fuite de la batterie du module.Le faisceau laser qui ablate le matériau photovoltaïque déposé sur la plaque de verre de base nécessite également un réglage précis.En tant que bon point de contact pour la fabrication des circuits de batterie, le faisceau doit répondre à toutes les normes.Seuls des faisceaux de haute qualité et à haute répétabilité peuvent procéder à une ablation correcte du circuit sans endommager le verre situé en dessous.Dans ce cas, un détecteur thermoélectrique capable de mesurer l’énergie du faisceau laser de manière répétée est généralement requis.
La taille du centre du faisceau laser affectera son mode d’ablation et son emplacement.La rondeur (ou ovalité) du faisceau affectera la ligne de traçage projetée sur le module solaire.Si le tracé est irrégulier, l’ellipticité incohérente du faisceau entraînera des défauts dans le module solaire.La forme de l’ensemble du faisceau affecte également l’efficacité de la structure dopée au silicium.Pour les chercheurs, il est important de sélectionner un laser de bonne qualité, quels que soient la vitesse de traitement et le coût.Cependant, pour la production, les lasers à mode verrouillé sont généralement utilisés pour les impulsions courtes nécessaires à l'évaporation dans la fabrication des batteries.
De nouveaux matériaux tels que la pérovskite offrent un processus de fabrication moins cher et complètement différent des batteries traditionnelles au silicium cristallin.L’un des grands avantages de la pérovskite est qu’elle peut réduire l’impact du traitement et de la fabrication du silicium cristallin sur l’environnement tout en maintenant son efficacité.À l'heure actuelle, le dépôt en phase vapeur de ses matériaux utilise également la technologie de traitement laser.C’est pourquoi, dans l’industrie photovoltaïque, la technologie laser est de plus en plus utilisée dans le processus de dopage.Les lasers photovoltaïques sont utilisés dans divers processus de production.Dans la production de cellules solaires en silicium cristallin, la technologie laser est utilisée pour découper les copeaux de silicium et l'isolation des bords.Le dopage du bord de la batterie vise à éviter les courts-circuits de l'électrode avant et de l'électrode arrière.Dans cette application, la technologie laser a complètement surpassé les autres processus traditionnels.On pense qu’il y aura de plus en plus d’applications de la technologie laser dans l’ensemble de l’industrie photovoltaïque à l’avenir.
Heure de publication : 14 octobre 2022