激光在光伏行业中的应用：光伏背板玻璃激光钻孔技术
发布时间：2020-05-12 来源：大族激光显视与半导体
双玻组件自问世以来，便展现了其对抗严苛气候条件和安装暴力的“硬汉形象”，寿命长(30年寿命)、抗揍(不易产生电池隐裂纹)、PID衰减低，兼容双玻组件生产成为新设计产线绕不开的考虑条件。
刺激双玻组件需求增长的有利因素主要如下：
(一)在光伏行业对降低度电成本的不懈追求中，双面发电技术成为市场主流：双面PERC电池成为PERC产线标配，新型N型电池也主推双面技术路线，例如Top-con双面电池、HJT双面电池；双面技术对双玻组件的推广应用具有显著的促进作用，但少部分双面组件采用透明背板工艺；
(二)2019年6月，美国贸易代表办公室(USTR)批准的201条款对双玻组件和电池的关税豁免，明显推动了其它国家和地区对中国产双玻组件的需求。
TestPV对2020年全球双玻组件市场需求预计：3-4GW中国出口，5-6GW美国装机，10GW国内装机，5GW美国以外的海外市场供应，全部市场需求总额20-24GW
双玻组件的背板玻璃钻孔技术非常关键，目前主要有机械法和激光法，两种技术对比如下：
● 投入费用方面：机械钻孔固定投资低，但后期维护成本大，主要是因为需要更换易耗品玻璃钻头，另外机械法需要冷却水喷淋和收集装置；
● 加工孔类型和大小：目前加工需求有圆孔、方孔、腰形孔等异形孔，孔径3-30mm，激光钻孔均可自由组合切换；
● 加工良率：2.5mm厚度玻璃加工良率方面，激光法钻孔高于机械钻孔5%左右；光伏玻璃未来发展趋势为轻薄，市场已经在推广1.6mm-2.0mm的玻璃，采用机械钻孔的良品率会大幅下降，所以光伏玻璃厂商几乎都在寻求激光打孔解决方案；
● 加工品质和加工精度：激光加工具备无锥度孔，孔内壁干净、基本无粉尘残留、损伤低等优点，崩边指标明显优于机械钻孔，可开发缺陷检测功能；另外激光钻孔法精度高。
通过以上机械法和激光法的多方面对比，显然激光加工技术是双玻组件背板玻璃钻孔的主要发展趋势。大族光伏装备专注于光伏行业的激光精密加工技术开发及研究，针对光伏玻璃精密激光钻孔技术研发出整线系统。
该整线系统设备包含加速段、旋转定位、激光钻孔、玻璃圆孔倒角、旋转 、减速段等，可采用横竖两种方式进料；设备可实现高精度、高效率、低成本的连续生产；激光钻孔机拥有三头切割工位，可实现孔位置精度达±0.5mm，孔位误差稳定在±0.5mm，崩边小于或等于0.3mm，三孔激光钻孔加工时间(φ2.0mm)小于7s。
上图是以50X放大观察最大崩边。激光钻孔未形成锥度孔、孔内壁干净、基本无粉尘残留，其中激光出射面孔崩边在50μm左右，激光入射面孔崩边小于200μm。
激光钻孔法精度高、污染低，可以提高产品良率。激光钻孔完成后，进入倒角程序，倒角机对激光切割后的玻璃圆孔进行倒角加工。倒角机采用CCD系统进行精度为±0.01mm的定位，利用定制集成系统补圆弧倒角，可实现玻璃上下表面同时作业;全幅面内任意孔均可倒角，倒角效率高达0.2s/孔，倒角尺寸C为 0.2-0.5mm;设备的运行成本低，稳定性可靠。
目前为配合行业客户需求，大族光伏装备在整线系统还增设打孔后段的缺陷检测功能。随着光伏玻璃的市场需求量及光伏装机量的增大，光伏激光加工设备的需求也随之增加，并对加工技术和工艺提出更高 要求。大族光伏装备紧随光伏市场发展与客户需求，创新驱动、升级优化，不断为光伏行业提供高质量、创新性的激光加工解决方案。
