太陽能硅晶片雙束激光雙線劃槽方法與裝置.pdf

1、太陽能是當(dāng)今最為光明的新興產(chǎn)業(yè)，太陽能硅晶片的加工是這個產(chǎn)業(yè)的重要工序。該行業(yè)目前的苦惱之一是太陽能硅片劃槽加工的產(chǎn)能已跟不上銷售的提高。針對目前市場上只是單束激光劃槽設(shè)備的情況下，本文提出一種雙束激光劃槽方法和裝置。它可以使生產(chǎn)效率提高100％，節(jié)約能源30％。它主要應(yīng)用于硅、鍺、砷化鎵和其它半導(dǎo)體襯底材料的劃槽和切割，特別適用于單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的切割。 本文從激光激發(fā)的過程，對原子的能級以及激光躍遷進(jìn)行了系統(tǒng)

2、的研究。由這些理論進(jìn)而引出了激光產(chǎn)生的全過程，并研究了激光產(chǎn)生的條件。固體激光器是激光發(fā)展史上的里程碑，本文提出的裝置也是固體激光器，所以對激光器的組成進(jìn)行了闡述。 根據(jù)激光原理的研究，本文對太陽能硅晶片雙束激光雙線劃槽機進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 其系統(tǒng)包括激光器、激光電源、聲光Q 開光電源、水冷機以及相關(guān)的機械結(jié)構(gòu), 其中激光器是主要器件。本文提出的Z 型諧振腔是以提高加工效率為目的而提出的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。Z 型腔不同于直腔，它是

3、折疊腔。利用傳播圓理論和模像理論對其進(jìn)行了深刻的分析研究，得出Z 型腔具有更寬的熱穩(wěn)定寬度，所以有更小的光斑尺寸。聚焦系統(tǒng)的理論分析得出擴(kuò)束鏡能優(yōu)化激光光斑尺寸，使劃槽效果更美觀。 基于以上的理論分析，本文以單線劃槽和Z 型腔雙線劃槽做了對比試驗，得出以下實驗結(jié)論： （1）Z 型腔雙線劃槽有更大的功率，有更深的劃槽深度，所以溝槽更明顯。 （2）驗證了根據(jù)聚焦理論提出的加入擴(kuò)束鏡設(shè)想的正確性。 （3）在最優(yōu)