—激光技術(shù)使得選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能 晶體硅組件的市場(chǎng)價(jià)格約為1.50~2歐元/Wp（最大輸出功率），薄膜組件的市場(chǎng)價(jià)格約為1.50歐元/Wp，光伏市場(chǎng)的產(chǎn)品價(jià)格在一年內(nèi)下降了30%～50%。由于許多的國(guó)家政府宣布“強(qiáng)制光伏上網(wǎng)電價(jià)”將會(huì)有很大幅度的下降，且該趨勢(shì)將繼續(xù)延續(xù)下去。對(duì)于薄膜太陽(yáng)能電池制造商來(lái)說(shuō)，他們必須在幾年內(nèi)便能投入到產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)中。因此，他們希望能夠找到一些削減基礎(chǔ)成本的空間，比如，卷到卷生產(chǎn)的靈活性太陽(yáng)能電池是最有希望實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)成本削減的。對(duì)于滿足這種需要的技術(shù)，ROFIN公司提供了一種新的高速處理以及高度定制化的卷到卷太陽(yáng)能電池生產(chǎn)系統(tǒng)。 晶體硅電池轉(zhuǎn)換效率的提升已成為新的焦點(diǎn) 通過(guò)控制制造實(shí)現(xiàn)晶體硅電池成本下降的空間已經(jīng)非常有限，現(xiàn)有的一些技術(shù)都注重于節(jié)約使用材料（比如使用較薄的硅原料層或在表面上使用較少的銀質(zhì)涂層，減少生產(chǎn)中的浪費(fèi)以及進(jìn)一步擴(kuò)大工廠的可用性），但所有這些削減成本的措施只能提供有限的成本削減空間。 因此，制造商將他們的注意力集中到了每Wp產(chǎn)品價(jià)格的第二個(gè)組成部分：轉(zhuǎn)換效率。可用的技術(shù)范圍十分廣闊，多種高性能的電池所表現(xiàn)出來(lái)的效能都大于20％，然而在大規(guī)模太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的過(guò)程中通過(guò)轉(zhuǎn)換效率的盈利將超過(guò)必要的額外投資。 光伏設(shè)備制造商以及整線制造商均對(duì)他們產(chǎn)品的生產(chǎn)處理流程表示樂(lè)觀，并引進(jìn)了額外的生產(chǎn)處理步驟以提高產(chǎn)品效能，新增加的處理步驟系統(tǒng)能夠直接安裝到現(xiàn)有的生產(chǎn)線上。在材料加工過(guò)程中使用激光工藝是一種理想的提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)手段，相比刻蝕及擴(kuò)散技術(shù)而言，激光加工技術(shù)能夠提供精確地控制。這樣既能夠產(chǎn)生成本效益，且不會(huì)損傷原料。作為一種清潔且靈活的技術(shù)，將其結(jié)合到現(xiàn)有的生產(chǎn)線中也是比較簡(jiǎn)單的。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的再開(kāi)發(fā)及利用 一種最具前途的技術(shù)在光伏行業(yè)存在已久，在上世紀(jì)70年代便已經(jīng)開(kāi)始研究討論的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)能夠保證太陽(yáng)能電池的效能增加1個(gè)百分點(diǎn)（對(duì)多晶硅太陽(yáng)能電池最高能達(dá)到17%，對(duì)單晶硅太陽(yáng)能電池最高能達(dá)到18.5%）。 今天，大批量生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池都有一個(gè)完全金屬化的背面。一個(gè)厚的P層，一個(gè)較薄的n硅體層，鈍化和防反射層以及一個(gè)表面接觸電路。更詳細(xì)的說(shuō)，通常在金屬化的接觸區(qū)后的n層進(jìn)行重度摻雜處理，而在接觸電極實(shí)現(xiàn)輕度摻雜處理。重度摻雜處理能實(shí)現(xiàn)降低接觸電阻以及得到較好的側(cè)向電導(dǎo)率，對(duì)必要的再結(jié)合以及紫外光的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，輕度摻雜處理很好的實(shí)現(xiàn)。因而這種短波長(zhǎng)光譜工作的電池并不能將幾乎三倍的光子轉(zhuǎn)換為電能。 選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用 采用選擇性發(fā)射極摻雜的應(yīng)用解決方案被認(rèn)為是可行性極佳的。從其他的方面來(lái)講這也是一種常識(shí)，選擇性摻雜技術(shù)是綜合的大規(guī)模生產(chǎn)的必由之路。為了能夠得到不同水平的摻雜處理效果而進(jìn)行額外增加的摻雜處理，使得生產(chǎn)過(guò)程更加復(fù)雜并需要進(jìn)行多個(gè)步驟（掩膜、刻蝕和擴(kuò)散等）。另外，還需要相當(dāng)完美地排列重?fù)诫s處理區(qū)域與表面接觸點(diǎn)的位置，這是一項(xiàng)非常精細(xì)的技術(shù)。 最近，研發(fā)出了幾種新的處理方法能夠避免以上提到的缺陷。來(lái)自德國(guó)的系統(tǒng)集成商以及整線供應(yīng)商Roth & Rau.Manz.Schmid公司和Centrotherm公司在這個(gè)項(xiàng)目上進(jìn)行了很大的努力。再加上同樣是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造商China Sunergy公司也將選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)應(yīng)用到了大規(guī)模太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)之中。除了背電極刻蝕為形成重?fù)诫s處理的發(fā)射極并使用刻蝕法進(jìn)行了選擇性弱化處理，其他所有關(guān)于選擇性發(fā)射極的處理都是基于激光的方式進(jìn)行。 基于激光刻蝕的選擇性摻雜技術(shù)已經(jīng)成熟 目前擴(kuò)散掩膜是其中最先進(jìn)的一種方式，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以形成一個(gè)電介質(zhì)掩膜（摸）層。然后進(jìn)行選擇性地在電極區(qū)進(jìn)行激光處理。接下來(lái)的擴(kuò)散工藝在散步驟在掩模與非掩模區(qū)域上形成了不同的集中摻雜。 直接選擇性激光摻雜技術(shù) 直接選擇性激光摻雜技術(shù)對(duì)選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)也是一種可行的技術(shù)。由于激光能夠精確地控制區(qū)域性的熱量輸入，這就為選擇性激光摻雜技術(shù)的應(yīng)用提供了最有利的先決條件。原來(lái)的技術(shù)將激光與液體或氣體等摻雜的源物質(zhì)結(jié)合起來(lái)需要高精度的控制技術(shù)。相反新的技術(shù)使用一個(gè)“干”處理過(guò)程（例如進(jìn)行局部的預(yù)混及沉淀于固態(tài)的摻雜膜層）。 最早的使用磷硅酸鹽玻璃層（PSG）的解決方案，在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)推出，在發(fā)射極的頂部使用傳統(tǒng)的摻雜擴(kuò)散技術(shù)，作為下一步處理的摻雜源。由于激光能夠局部地消融硅原料的表面，并能夠使PSG層中的磷擴(kuò)散到發(fā)射極中。然而，仍然要面對(duì)調(diào)整厚重的摻雜發(fā)射極區(qū)域與接觸電路的位置的挑戰(zhàn)。其他的方法是在表面接觸層成型之前，在電介質(zhì)層的頂部使用磷摻雜劑，激光則在下方消融硅原料，幫助磷摻雜到消融的硅中并帶走電介質(zhì)層，因此，能在隨后排列的金屬接觸層前暴露出硅原料的表面。 圖3、PSG摻雜的樣品照片532nm激光及革新性的光纖傳導(dǎo) 太陽(yáng)能電池的制造推動(dòng)了激光技術(shù)在光束質(zhì)量、輸出能量和脈沖頻率等方面的發(fā)展。Q開(kāi)關(guān)和半導(dǎo)體泵浦固態(tài)激光器是實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用很好的工具，如果結(jié)合電介質(zhì)薄膜以及倍頻激光能夠得到最好的效果，并實(shí)行脈寬以及脈沖能量的調(diào)整對(duì)絕大多數(shù)的選擇性刻蝕都是必不可少的。對(duì)大多數(shù)的選擇性消融處理來(lái)說(shuō)都是必不可少的。在太陽(yáng)能大規(guī)模生產(chǎn)中，基于標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)節(jié)拍的要求，基于不同的應(yīng)用激光器輸出功率需要到達(dá)100W。 與基頻激光1064的固體激光器比較，波長(zhǎng)為532nm的二倍頻激光器能實(shí)現(xiàn)在硅材表面實(shí)現(xiàn)1微米深的吸收層。而三倍頻激光器接近紫外光的激光器在某種程度上可以實(shí)現(xiàn)更好的吸收率，但是適合配套紫外激光器的光學(xué)器件極為少見(jiàn)，選擇性非常小，而且其使用壽命相對(duì)有限，目前對(duì)于規(guī)模生產(chǎn)尚有瓶頸。 當(dāng)前的項(xiàng)目都是基于研究所以及太陽(yáng)能電池制造商而設(shè)計(jì)，Rofin所提供的最新Powerline L 100 SHG提供了532nm的波長(zhǎng)，非常適合于選擇性刻蝕處理以及直接摻雜處理應(yīng)用。其最新的光纖傳輸系統(tǒng)，特別為這個(gè)波長(zhǎng)所設(shè)計(jì)，為這個(gè)項(xiàng)目的順利實(shí)施起到了決定性作用。這項(xiàng)技術(shù)提供了整個(gè)激光光斑區(qū)域內(nèi)的激光能量的平均分布，保證了激光刻蝕及擴(kuò)散處理的穩(wěn)定性。結(jié)論 對(duì)于激光設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，光伏市場(chǎng)是正在興起且需求量極大的一個(gè)市? Ｐ碌哪芄宦憒笈可蟮母咦恍實(shí)牡緋匾約暗緋賾嘔際踅艚艫匕蜒芯炕埂⑸咧圃焐毯吞裟艿緋刂圃焐塘盜似鵠礎(chǔ)Ｔ偌由涎≡裥苑⑸浼峁梗廡┦且丫詬咝艿緋氐拇笈可醒櫓す鬧緋夭方峁埂４覮FC到LBC以及被電極電池，激光技術(shù)是對(duì)“高效能”理念進(jìn)行嘗試與試驗(yàn)中的關(guān)鍵技術(shù)。 并且使用激光對(duì)電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性摻雜和選擇性刻蝕處理為提高電池效能新的技術(shù)研究開(kāi)辟了一片新天地。在許多其他項(xiàng)目中，他們往往只關(guān)注前面板與背部的接觸層的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。由于選擇性刻蝕使用的激光厚度只有10nm到100nm，因此，對(duì)激光的光束質(zhì)量、脈沖頻率穩(wěn)定性以及長(zhǎng)期的穩(wěn)定性的要求都相當(dāng)高。這將成為推動(dòng)適合用于光伏制造的激光器研究發(fā)展的源動(dòng)力，就像ROFIN公司的PowerLine L系列。