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精密激光加工设备助力光伏行业快速发展

来源:激光制造商情2020-11-20 我要评论(0 )   

近年来,随着光伏行业快速发展、技术快速进步,光伏制造产能连续放大并有向全球化发展的趋势。由于光伏发电效率的提升、原材料成本下降,以及各种降低生产成本、提高产...

 

近年来,随着光伏行业快速发展、技术快速进步,光伏制造产能连续放大并有向全球化发展的趋势。由于光伏发电效率的提升、原材料成本下降,以及各种降低生产成本、提高产品质量及新工艺的采用,导致光伏总成本也在不断的下降,总体带动了其他国家新增装机规模的上升,使当年全球新增装机规模保持了小幅增长,也拉动了全球光伏设备投资的增长。

 

在太阳能光伏发电组件及其生产工艺中,除了新材料、自动化工具和机器、制造技术及包装材料创新中,激光也为光伏行业的提质增效做出了不少贡献,激光技术是实现光伏材料、组件加工的最佳选择。

 

激光技术在光伏生产中的应用

 

与传统的太阳能电池生产加工流程相比,现代高效太阳能电池、组件生产工艺有无法比拟的优势,其中激光技术在太阳能电池生产加工中功不可没,例如:薄膜电池的激光划线、PERC电池激光开槽、晶硅电池的开膜、掺杂、激光切割晶圆、激光打孔、激光刻边等。以其精确的图案化局部加工和快速切割能力,激光加工成为提升光伏产品转换效率的重要方式。

 

尤其自PERC+SE工艺和激光划片工艺普及以来,极大地推动了光伏产业技术进步,目前激光加工设备在光伏的年产值超10亿,其在光伏产业的未来发展趋势主要如下:

 

1. 降本增效:SE掺杂平台的产能将提升到>1万片/小时;小光斑掺杂和低损开膜方案可提升电池效率0.2%;多台电池划裂机采用集中上下料系统,将减少人工费用;

 

2. 大尺寸硅片技术:开发156.75-210等系列平台,适应光伏硅片换代的发展趋势;

 

3. 智能车间:SE、开膜和划裂的品质管控可实现自动检测和缺陷识别技术;激光机台具备AGV小车对接口,实现前后机台间料盒自动搬运;MES对接,可接入制造监控系统;

 

4. 技术创新和拓展新应用:应力切割技术可实现光伏电池的无损切割,改善切割面的损伤;继续推动叠瓦技术进步,实现高密度组件封装;激光应用于掺硼工艺,激光掺硼技术可实现P型硅片背面局域P+掺杂或N型硅片N+SE技术;另外将激光技术引入光伏上游配套行业,例如新型光伏网版PI薄膜的激光切割技术和光伏玻璃的精密钻孔技术,提升光伏网版的寿命和双玻组件的背玻引出线孔质量。

 

5. 钙钛矿等新材料提供了一种更便宜且完全不同于传统晶硅电池的制造工艺。钙钛矿的最大优点之一是它在保持效率的同时减少了晶硅加工和制造对环境的影响,目前,其材料的气相沉积也使用到了激光加工技术。由此可见,激光加工技术已经成为生产硅太阳能电池的最可靠的工具。

 

涉足光伏行业的激光企业:

 

帝尔激光

 

帝尔激光自成立以来一直致力于精密激光加工解决方案的设计及其配套设备的研发、生产和销售,尤其是高效太阳能电池领域的精密激光加工设备和技术的研发和制造,为国内外客户提供晶体硅和非晶硅太阳能电池激光加工解决方案及相关配套设备。

 

公司在微纳级激光精密加工领域深耕多年,其中面向具有精密结构的PERC高效太阳能电池的激光加工技术已经较为成熟,能够生产稳定性、成品率和生产效率较高的大产能PERC高效太阳能电池激光消融设备,技术水平处于行业前列。

 

在高效太阳能电池激光加工设备行业,除帝尔激光外,目前能够提供具有竞争力的高效太阳能电池激光加工设备仅有少数几家企业,包括德国罗芬、德国InnoLas Solutions、3D-micromac、常州雷射激光、美国应用材料、友晁能源等,目前已经形成以本公司为主的少数几家厂商为主导的竞争格局。

 

大族光伏装备

大族光伏装备有限公司,隶属于大族激光显视与半导体装备事业部。公司致力于为光伏行业提供系统的激光加工解决方案,成为行业激光加工装备的领先供应商。

 

大族光伏装备为高效电池、高效组件和配套辅料行业提供专业激光方案及推出相关自动化设备:无损激光划裂机、太阳能电池网版图案激光切割机、高效PERC电池激光开膜机、LDSE激光掺杂机、高速全自动激光划裂机、高效叠瓦组件一体机、光伏玻璃激光精密钻孔机和光伏玻璃激光精密倒角机。

 

元禄激光


近年来,元禄光电与某光伏厂家一起配合研发,在传统激光刻蚀机的基础上实现了升级,自主研发出了飞秒激光刻蚀机,适用于氧化锆、氧化钛、碳粉、金、银、ITO、FTO、氧化锌等导电金属或氧化物金属材料激光刻蚀,同时也可适用于白玻璃的激光划线。

 

激光刻蚀机的优良性、易于自动化等特性逐渐为市场认可,覆盖到光伏市场的应用,如钼铝钼、PERC等材料激光刻蚀,并延伸到单晶硅激光划片、太阳能电池激光清边等新型产品开发。至此,激光刻蚀机完成了向光伏领域的横向发展战略转移。

 

三工光电


在晶硅太阳能电池组件封装线,三工光电已能自主生产包括激光划片机、太阳能电池分选机、太阳能组件测试仪、EL缺陷检测仪、太阳能组件绝缘测试仪,其中太阳能组件测试仪、太阳能组件绝缘测试仪、EL缺陷检测仪已经能为客户提供全自动在线式设备。

 

凭借着一系列全自动在线检测设备研发成功并推向市场,三工光电为光伏企业生产节省了大量的人力投入,减少了耗损、提高了产线的生产水平与效率,推动了行业的升级。

 

三工光电已形成薄膜太阳能电池成套激光加工设备、晶体硅太阳能电池成套封装及检测设备的生产能力。

 

总结:

据数据分析:2030年全球光伏累计装机量有望达到1721GW,到2050年将进一步增加至4670GW,光伏发电市场规模巨大。随着光伏行业的装备迭代升级提速,我国激光技术的成熟、成本的降低,同时也驱动着精密激光在光伏行业的应用潜力。


作者:Cici,激光制造商情

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太阳能激光加工

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