一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭及其太陽能電池板 激光隔離裝置，屬于太陽能電池加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池板邊緣隔離工序中一般采用等離子體刻蝕電池邊緣把N或P型擴散層 刻蝕掉，以實現(xiàn)P/N結(jié)的絕緣分離；也有采用激光沿著太陽能電池的邊緣進行刻劃以實現(xiàn) P/N結(jié)的絕緣隔開。目前多數(shù)采用NchYAG激光器通過倍頻產(chǎn)生的532nm激光，相對于等離 子體刻蝕，這樣可以省去堆疊分片的過程，工序更簡單，但是分割效率低、分割深度不足，且 分割線不夠細致平滑，影響分隔質(zhì)量。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭 及其太陽能電池板激光隔離裝置，增大掃描范圍和加工幅面，實現(xiàn)更高的分割效率、分割深 度，且分割線細致平滑，提高加工合格率和產(chǎn)品分隔質(zhì)量，降低成本。
[0004] 本實用新型采用以下方案實現(xiàn)：一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，包 括所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線由前向后入射方向依次設(shè)置的第一負彎月型透鏡、第二負 彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡、雙凸透鏡和平面透鏡。
[0005] 進一步的，所述第一負彎月型透鏡與第二負彎月型透鏡之間的空氣間隔為 191. 5mm ;第二負彎月型透鏡與第三負彎月型透鏡之間的空氣間隔為30.0 mm ;第三負彎 月型透鏡與雙凸透鏡之間的空氣間隔為40. 0_，雙凸透鏡與平面透鏡之間的空氣間隔為 UXOmm0
[0006] 進一步的，所有透鏡均由高純?nèi)凼⒉ＡЩ蚍镏瞥桑⑶冶砻婢冊O(shè)有355nm 增透膜。
[0007] 進一步的，所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括鏡筒，所述第一負彎月型透鏡、第二負彎月型 透鏡、第三負彎月型透鏡和雙凸透鏡的前端外緣部均由鏡筒內(nèi)腔的孔臺固定，所述第一負 彎月型透鏡、第二負彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡和平面透鏡后端外緣部均由帶外螺紋 的壓圈固定，所述雙凸透鏡和平面透鏡之間設(shè)置有隔圈。
[0008] 進一步的，所述鏡筒上旋接有分別用以緊固第一負彎月型透鏡、第二負彎月型透 鏡、第三負彎月型透鏡和雙凸透鏡的沉頭螺釘。
[0009] 一種用于太陽能電池板激光隔離的裝置，包括如上所述的一種用于太陽能電池板 激光隔離的掃描鏡頭；還包括產(chǎn)生355nm波長紫外激光的光源、X軸振鏡、Y軸振鏡和太陽能 電池板；所述X軸振鏡安裝于X軸伺服電機轉(zhuǎn)軸上，Y軸振鏡安裝于Y軸伺服電機轉(zhuǎn)軸上。 [0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：（1)使用紫外激光，相對于 532nm激光，太陽能電池用Si材料吸收更大，加工效率更高，并且采用掃描方式相對樣品 臺移動方式，移動速度快，分割效率更高，分割縫更細更窄；（2)由于采用355nm波長紫外 激光，波長更短，在更短波長下，聚焦光斑更小，加工精細度更高；（3)掃描鏡頭可以達到 210mm*210mm的掃描范圍，可用于加工6英寸、8英寸硅片制造的太陽能電池板，加工幅面 大；（4)有效提高分隔處的加工垂直度及深度，可提高加工合格率和產(chǎn)品分隔質(zhì)量，擴展了 激光用于太陽能電池領(lǐng)域加工的使用范圍。
[0011] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例 和相關(guān)附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型實施例中用于太陽能電池板激光隔離的裝置構(gòu)造示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型實施例中用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭構(gòu)造示意圖；
[0014] 圖3是本實用新型實施例中掃描鏡頭工作焦面光斑大小圖；
[0015] 圖4是本實用新型實施例中掃描鏡頭離焦光斑大小圖；
[0016] 圖5是本實用新型實施例中掃描鏡頭F-theta畸變圖；
[0017] 圖中標號說明：1_ X軸振鏡、2_ Y軸振鏡、3_掃描鏡頭、4_太陽成電池板、301_弟 一負彎月型透鏡、302-第二負彎月型透鏡、303-第三負彎月型透鏡、304-雙凸透鏡、305-平 面透鏡、306-鏡筒、307-壓圈、308-隔圈、309-沉頭螺釘。
【具體實施方式】
[0018] 如圖1所示，一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，包括所述鏡頭的光學(xué) 系統(tǒng)中沿光線由前向后入射方向依次設(shè)置的第一負彎月型透鏡301、第二負彎月型透鏡 302、第三負彎月型透鏡303、雙凸透鏡304和平面透鏡305,第一負彎月型透鏡301的凸面 朝向激光光源，第一負彎月型透鏡301可以使激光在角度掃描時平滑偏折至第二負彎月型 透鏡302 ;第二負彎月型透鏡302的凹面朝向第一負彎月型透鏡301，使光線進一步平滑過 渡至更大視場；第三負彎月型透鏡303的凹面朝向第二負彎月型透鏡302,使光線進一步平 滑偏折至大視場；第一負彎月型透鏡301、第二負彎月型透鏡302和第三負彎月型透鏡303 共同作用是使光線從小范圍平滑過渡到大視場，采用三級偏折，避免了引入大的像差；而雙 凸透鏡304上曲率半徑相對較小的一面朝向第三負彎月型透鏡303,具有聚焦作用，將光線 收斂；其中平面透鏡305的作用是保護鏡頭免受工作過程中汽化的電池材料的污染，當(dāng)使 用時間較長自身受到外界環(huán)境污染后，可用新的同樣厚度的平面透鏡更換，而不影響其工 作性能。
[0019] 在本實施例中，所述第一負彎月型透鏡與第二負彎月型透鏡之間的空氣間隔為 191. 5mm ;第二負彎月型透鏡與第三負彎月型透鏡之間的空氣間隔為30.0 mm ;第三負彎 月型透鏡與雙凸透鏡之間的空氣間隔為40. 0_，雙凸透鏡與平面透鏡之間的空氣間隔為 UXOmm0
[0020] 在本實施例中，由于鏡頭工作在大功率紫外激光照射下，所有透鏡均由高純紫外 級熔石英玻璃或氟化物制成，要求表面質(zhì)量好，光潔度高。紫外級熔石英玻璃需要采用CVD 方法制備，要求雜質(zhì)含量低，在355nm工作波長下吸收小以避免由吸收導(dǎo)致的激光損傷及 吸熱后的焦點偏移。并且所述透鏡表面均鍍設(shè)有355nm增透膜，所述增透膜采用濺射或離 子束輔助或電子槍蒸發(fā)的Hf〇2/Si02增透膜，以避免能量損失，同時增透膜需滿足一定的 入射角度下增透且能承受高的激光能量。
[0021] 在本實施例中，所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括鏡筒306,所述第一負彎月型透鏡301、 第二負彎月型透鏡302、第三負彎月型透鏡303和雙凸透鏡304的前端外緣部均由鏡筒306 內(nèi)腔的孔臺固定，所述第一負彎月型透鏡301、第二負彎月型透鏡302、第三負彎月型透鏡 303和平面透鏡305后端外緣部均由帶外螺紋的壓圈307固定，所述雙凸透鏡304和平面透 鏡305之間設(shè)置有隔圈308。
[0022] 在本實施例中，所述鏡筒306上旋接有分別用以緊固第一負彎月型透鏡301、第二 負彎月型透鏡302、第三負彎月型透鏡303和雙凸透鏡304的沉頭螺釘309,使用沉頭螺釘 309在安裝后對相應(yīng)透鏡進行調(diào)節(jié)，進行透鏡組中心對準，在偏心儀下將透鏡組的偏心調(diào)至 最小，最后采用螺紋緊固膠固定沉頭螺釘309。
[0023] 本實用新型掃描鏡頭的設(shè)計參數(shù)如下：
[0024]
【主權(quán)項】
1. 一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，其特征在于：包括所述鏡頭的光學(xué)系 統(tǒng)中沿光線由前向后入射方向依次設(shè)置的第一負彎月型透鏡、第二負彎月型透鏡、第三負 彎月型透鏡、雙凸透鏡和平面透鏡；所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括鏡筒，所述第一負彎月型透 鏡、第二負彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡和雙凸透鏡的前端外緣部均由鏡筒內(nèi)腔的孔臺 固定，所述第一負彎月型透鏡、第二負彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡和平面透鏡后端外緣 部均由帶外螺紋的壓圈固定，所述雙凸透鏡和平面透鏡之間設(shè)置有隔圈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，其特征在于：所述 第一負彎月型透鏡與第二負彎月型透鏡之間的空氣間隔為191.5mm;第二負彎月型透鏡與 第三負彎月型透鏡之間的空氣間隔為30.0 mm;第三負彎月型透鏡與雙凸透鏡之間的空氣 間隔為40. 0_，雙凸透鏡與平面透鏡之間的空氣間隔為10. 0_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，其特征在于：所有 透鏡均由高純?nèi)凼⒉ＡЩ蚍镏瞥?，并且表面均鍍設(shè)有355nm增透膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，其特征在于：所述 鏡筒上旋接有分別用以緊固第一負彎月型透鏡、第二負彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡和 雙凸透鏡的沉頭螺釘。
5. -種用于太陽能電池板激光隔離的裝置，其特征在于：包括如權(quán)利要求1~4所述的 任一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭；還包括產(chǎn)生355nm波長紫外激光的光源、X 軸振鏡、Y軸振鏡和太陽能電池板；所述X軸振鏡安裝于X軸伺服電機轉(zhuǎn)軸上，Y軸振鏡安 裝于Y軸伺服電機轉(zhuǎn)軸上。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于太陽能電池板激光隔離的掃描鏡頭，包括所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線由前向后入射方向依次設(shè)置的第一負彎月型透鏡、第二負彎月型透鏡、第三負彎月型透鏡、雙凸透鏡和平面透鏡。本實用新型還涉及一種用于太陽能電池板激光隔離的裝置。本實用新型使用紫外激光，太陽能電池用Si材料吸收更大，加工效率更高，分割效率更高，分割縫更細更窄；掃描鏡頭可以達到210mm*210mm的掃描范圍，加工幅面大；有效提高分隔處的加工垂直度及深度，可提高加工合格率和產(chǎn)品分隔質(zhì)量，擴展了激光用于太陽能電池領(lǐng)域加工的使用范圍。
【IPC分類】B23K26-064, B23K26-362, B23K26-082
【公開號】CN204545701
【申請?zhí)枴緾N201520106200
【發(fā)明人】張妹玉
【申請人】閩江學(xué)院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月14日