一种光伏电池片无损切割装置制造方法及图纸

本申请提出一种光伏电池片无损切割装置，包括沿光路行进方向依次设置的激光源、传输光纤、光纤接头、准直镜、微透镜阵列和聚焦镜；传输光纤的输出端与光纤接头连接，传输光纤包括纤芯，纤芯的截面为方形；激光源产生的激光依次经传输光纤、光纤接头、准直镜、微透镜阵列和聚焦镜后在焦平面上得到连续的线状平顶光斑。本申请通过截面为方形的纤芯配合微透镜阵列对光束整形，最终在焦平面上得到的连续的线状平顶光斑的热场分布均匀，在对电池片进行热裂的过程中不易对电池片造成损伤，且能降低热裂激光与电池片的切割线之间的对准难度。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于光伏电池片生产，具体地，涉及一种光伏电池片无损切割装置。

技术介绍

1、由于采用传统的机械掰片方式切割电池片普遍存在掰片精度差、隐裂风险大、抗弯曲强度低且极易出现脱晶现象等缺陷，目前常采用激光无损切割的方式对电池片进行切割。

2、现有的激光无损切割一般是采用一束脉冲激光聚焦在电池片表面，并在切割线的首尾两端加工出一定长度的诱导槽，诱导槽的长度通常在0.5-2mm，深度通常在20％-50％之间。然后再用一束红外连续激光沿着切割线进行扫描，从而沿着切割线对电池片加热，以使得电池片受光照区域的温度迅速上升，当形成足够的温度梯度时，应力超过阈值后电池片就会沿着激光扫描方向裂开，从而完成电池片的切割，此过程被称为热裂过程。

3、在热裂过程中，照射在电池片表面的热裂光斑为一个长短轴比值较大的呈椭圆形的光斑，其存在能量分布不均匀、对位难度高等缺点，导致切割得到的裂片的质量较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种光伏电池片无损切割装置，得到的用于热裂电池片的连续线状平顶光斑的热场分布均匀，不易对电池片造成损伤，并降低热裂激光与电池片的切割线之间的对位难度。

2、一种光伏电池片无损切割装置，包括沿光路行进方向依次设置的激光源、传输光纤、光纤接头、准直镜、微透镜阵列和聚焦镜；

3、所述传输光纤的输出端与所述光纤接头连接，所述传输光纤包括纤芯，所述纤芯的截面为方形；

4、所述激光源产生的激光依次经所述传输光纤、所述光纤接头、所述准直镜、所述微透镜阵列和所述聚焦镜后在焦平面上得到连续的线状平顶光斑。

5、优选地，所述纤芯的截面为正方形。

6、优选地，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，多个所述微透镜单元以周期p排布。

7、优选地，当f0≤pc/λ时，在焦平面上得到连续的所述线状平顶光斑；

8、其中，f0为所述准直镜的焦距，c为所述纤芯的截面的边长，λ为所述激光源产生的激光的波长。

9、优选地，所述线状平顶光斑的长度l＝f1*θ；

10、所述线状平顶光斑的宽度w＝c*f1/f0；

11、其中，f1为所述聚焦镜的焦距，θ为光束经所述微透镜阵列后的发散角度。

12、优选地，光束经所述微透镜阵列后的发散角度θ＝p(n-1)/r；

13、其中，n为所述微透镜阵列的折射率，r为所述微透镜单元的曲率半径。

14、优选地，所述纤芯的尺寸c的范围在50-200μm之间。

15、优选地，所述θ的范围在2.2°～20.2°之间。

16、优选地，所述微透镜单元为柱面透镜；和/或，

17、相邻两个所述微透镜单元之间无间隙设置。

18、优选地，所述光纤接头为d80、qbh和qd等其中的一种。

19、本申请的有益效果是：通过方形的纤芯配合微透镜阵列对光束整形，使得最终在焦平面上形成连续的线状平顶光斑，其热场分布均匀，在对电池片进行热裂的过程中不易对电池片造成损伤，且能降低热裂激光与电池片的切割线之间的对准难度。

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【技术保护点】

1.一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，包括沿光路行进方向依次设置的激光源、传输光纤(1)、光纤接头(2)、准直镜(3)、微透镜阵列(4)和聚焦镜(5)；

2.根据权利要求1所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述纤芯的截面为正方形。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述微透镜阵列(4)包括多个微透镜单元(41)，多个所述微透镜单元(41)以周期P排布。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，当F0≤PC/λ时，在焦平面上得到连续的所述线状平顶光斑(6)；

5.根据权利要求4所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，光束经所述微透镜阵列(4)后的发散角度θ＝P(n-1)/R；

7.根据权利要求4-6任一所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述纤芯的尺寸C的范围在50-200μm之间。

8.根据权利要求5或6所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述θ的范围在2.2°～20.2°之间。

9.根据权利要求3-6任一所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述微透镜单元(41)为柱面透镜；和/或，

10.根据权利要求1-6任一所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述光纤接头(2)为D80、QBH和QD等其中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，包括沿光路行进方向依次设置的激光源、传输光纤(1)、光纤接头(2)、准直镜(3)、微透镜阵列(4)和聚焦镜(5)；

2.根据权利要求1所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述纤芯的截面为正方形。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，所述微透镜阵列(4)包括多个微透镜单元(41)，多个所述微透镜单元(41)以周期p排布。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，当f0≤pc/λ时，在焦平面上得到连续的所述线状平顶光斑(6)；

5.根据权利要求4所述的一种光伏电池片无损切割装置，其特征在于，

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【专利技术属性】
技术研发人员：程晓伟，陈登，段雨飞，
申请(专利权)人：帝尔激光科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：