鈣鈦礦電池技術中激光設備應用梳理
作為第三代光伏電池技術，鈣鈦礦電池因其材料特性，相比二晶硅與薄膜電池具備較強的理論優(yōu)勢。理論效率更高，單結鈣鈦礦電池理論效率極限可達 33%，高于第一代晶硅電池與第二代薄膜電池。同時，通過調(diào)整前驅(qū)體組分，鈣鈦礦帶隙可調(diào)、透光性優(yōu)異，可以制備鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層（45%）與鈣鈦礦/晶硅疊層（43%），實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的飛躍；理論成本更低，材料純度要求低、用量少、能耗理論成本低，規(guī)模化后設備投資仍有降本空間；應用場景更加多元化，組件可柔性化制備，具備輕量化優(yōu)勢，終端應用場景多樣化；弱光響應好，吸先系數(shù)高，陰天及室內(nèi)等弱光條件下，轉(zhuǎn)換效率相對更高；溫度系數(shù)更低，光生載流子遷移距離長、鈣鈦礦膜層厚度小，溫度對效率影響低。
激光設備是鈣鈦礦制備過程中必須工序
在形成鈣鈦礦電池的串聯(lián)結構時需要對不同膜層在不同的位置進行劃線。功能層的劃線可以通過掩膜版、化學蝕刻、機械或者激光劃線完成。激光劃線可以產(chǎn)生更細的劃線區(qū)域，目前激光劃線已逐漸取代其他劃線方法成為主要的劃線方法，同時激光設備還可以應用于鈣鈦礦的膜層清除工序環(huán)節(jié)。
P1 工藝：通過激光設備分割底部的 TCO 襯底。在導電玻璃電極 TCO 層制備完成后，在制備空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層之前通過激光設備進行劃線，形成相互獨立的 TCO 襯底。激光劃線 P2 工藝：劃開空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層。
P2 工藝：露出 TCO 襯底， 為連接相鄰兩節(jié)子電池的正負電極提供通道。完成空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層制備之后，通過激光設備刻蝕空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層， 暴露出 TCO 層，從而在下一步電極蒸鍍過程中能夠讓子電池之間的正負極相互連接。
P3 工藝：去除部分功能層以分割相鄰子電池的正極，為了保證不損傷 P2 層，本道工藝對激光設備加工精度要求較高。
激光清邊 P4 工藝：封裝前的清理工藝。激光清邊是指利用激光技術清除掉電池邊緣的沉積膜，而本工藝相對較為成熟，同樣可以應用于薄膜電池。激光清邊效率較高但是會產(chǎn)生膜層側邊互熔問題，從而導致短路，影響電池的效率和可靠性。業(yè)內(nèi)已研發(fā)出兩次清邊法分別切除前電極和背電極的待去除邊緣，避免互熔問題。