從最初的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到今天的醫(yī)學(xué)、通信、制造、軍事和科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域，激光已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)的不可或缺的一部分。激光的起源可以追溯到20世紀(jì)中葉，主要是由亞瑟·朗伯（Arthur Schawlow）和查爾斯·湯斯（Charles Townes）的理論研究和戴斯特·R·漢斯奇（Theodore Maiman）的實(shí)驗(yàn)工作共同推動(dòng)的。以下是更詳細(xì)的激光起源過程：

1. 理論基礎(chǔ)的奠定：在20世紀(jì)初期，愛因斯坦提出了光子理論，即光以離散的粒子（光子）形式存在。這一理論奠定了量子光學(xué)的基礎(chǔ)，為后來激光的理論基礎(chǔ)提供了重要的支持。

2. 受激輻射理論：1951年，查爾斯·湯斯和亞瑟·朗伯獨(dú)立提出了受激輻射的理論，這一理論揭示了當(dāng)原子或分子處于受激態(tài)時(shí)，它們可以受到來自一個(gè)已激發(fā)的原子的光子的激發(fā)，從而產(chǎn)生與激發(fā)光子相同的頻率和相位的光子。這一過程的理論基礎(chǔ)成為了激光工作原理的核心。

3. 激光的理論提出：湯斯和朗伯的理論研究引發(fā)了對(duì)如何實(shí)現(xiàn)受激輻射的研究，他們提出了利用受激輻射實(shí)現(xiàn)光放大的概念。他們的關(guān)鍵思想是通過在一個(gè)具有高反射率的光學(xué)腔內(nèi)來回反射光子，使光子逐漸增多，最終形成一束高度聚焦的光束，即激光。

4. 激光的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1：1958年，美國物理學(xué)家戴斯特·R·漢斯奇成功制造出了第一臺(tái)工作的激光器。他使用了一個(gè)由人工合成的激發(fā)介質(zhì)，通常是氮?dú)夂湍蕷獾幕旌衔?，以?shí)現(xiàn)受激輻射。這臺(tái)激光器產(chǎn)生了一束可控制的、高度聚焦的光束，這標(biāo)志著激光技術(shù)的正式誕生。

自1960年7月美國休斯研究實(shí)驗(yàn)室梅曼成功制成了世界上第一臺(tái)可操作的波長為0.6943微米的紅寶石激光器，至今已63年。激光高度聚焦、單色性好、高能量密度、遠(yuǎn)距離傳播、非接觸性等一系列特點(diǎn)使其被廣泛應(yīng)用。激光通常被稱為“21世紀(jì)的明日之星”、“21世紀(jì)的重要技術(shù)之一”、“最準(zhǔn)的尺，最快的刀”。這種稱呼也反映了激光技術(shù)在當(dāng)代社會(huì)和科技領(lǐng)域中的重要地位和廣泛應(yīng)用。激光技術(shù)在通信、醫(yī)療、制造、科學(xué)研究、軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域都具有關(guān)鍵作用，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)最具潛力和影響力的技術(shù)之一。特別是在光伏行業(yè)，激光技術(shù)正催生著一系列創(chuàng)新，使太陽能電池的制造更高效、更可靠，并且更環(huán)保。

今天，讓我們深入探討激光在光伏行業(yè)中的嶄新應(yīng)用。

1. 激光切割：激光劃片機(jī)

激光切割是一項(xiàng)精確度極高的工藝，激光切割技術(shù)被用于將硅太陽能電池片切割成所需的尺寸。它的主要原理就是聚焦后的激光光束照射到被切割的材料表面上。光子能量被材料吸收，導(dǎo)致材料的局部加熱。當(dāng)激光光束的能量足夠高時(shí)，它可以將材料表面加熱到足以引發(fā)熔化或蒸發(fā)的溫度。對(duì)于金屬材料，通常是熔化，而對(duì)于非金屬材料，如塑料或木材，通常是蒸發(fā)。太陽能電池片通常是大面積的硅晶片，激光切割可以高精度地將它們切割成更小的電池片，以滿足太陽能電池板的尺寸要求。。這不僅提高了生產(chǎn)效率和電池片質(zhì)量，還大大減少了材料浪費(fèi)，降低了制造成本。激光束的高度聚焦和控制精度使得切割工藝更加精細(xì)，產(chǎn)生的廢料量幾乎為零。另外激光切割還具有多樣性的材料適用性，不僅適用于硅太陽能電池片，還可以用于其他類型的太陽能電池，如薄膜太陽能電池，以及其他材料的切割，因此具有很高的靈活性。采用激光切割太陽能電池片的優(yōu)勢(shì)在于采用無接觸式加工，無應(yīng)力，因此切邊平直，不會(huì)損傷晶片結(jié)構(gòu)，電性參數(shù)要優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械切割方式，既提高了成品率，降低了成本，切縫寬度小，精度高，激光功率可調(diào)，可以控制切割厚度，從而實(shí)現(xiàn)太陽能電池的減薄。激光切割技術(shù)可應(yīng)用于大面積電池片進(jìn)行劃線切割，精確控制切割精度及厚度，進(jìn)一步減少切割碎屑，提高電池利用率。除了在電池片上的切割應(yīng)用，還有在光伏玻璃上也可以進(jìn)行劃線，原理都是一樣的。

2. 激光摻雜：激光摻雜設(shè)備

激光摻雜是一種材料處理技術(shù)，通常應(yīng)用于半導(dǎo)體材料，特別是硅材料，以改變其電學(xué)性質(zhì)。該技術(shù)的原理是使用高功率激光器照射在半導(dǎo)體表面，將外部摻雜材料（通常是硼或磷）引入半導(dǎo)體晶格中。這一過程中，激光的能量將半導(dǎo)體材料加熱到足夠高的溫度，使摻雜材料能夠滲透進(jìn)晶格并替代半導(dǎo)體材料的某些原子，從而改變了材料的導(dǎo)電性質(zhì)。利用激光能量推動(dòng)硼原子在硅片內(nèi)擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極SE結(jié)構(gòu)。通過在金屬柵線與硅片接觸區(qū)域進(jìn)行重?fù)诫s、在正面其他區(qū)域保持輕摻雜，不僅可以在電極和發(fā)射極之間形成良好的歐姆接觸，還可以減少發(fā)射極表面少子的復(fù)合（TOPCon技術(shù)路線），從而獲得更高的短路電流、開路電壓和填充因子，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。它的優(yōu)勢(shì)在于1、高精度：激光摻雜可以實(shí)現(xiàn)非常高的摻雜精度和空間分辨率，使得摻雜過程能夠精確控制。2、無接觸性：非接觸性的加工方法不會(huì)引入機(jī)械損傷或雜質(zhì)污染，特別適合制造高性能半導(dǎo)體器件。3、快速加工：激光摻雜是一個(gè)高速過程，可以在短時(shí)間內(nèi)處理大量材料。4、適用性廣泛：這項(xiàng)技術(shù)適用于不同類型的半導(dǎo)體材料，包括硅、鎵砷化鎵、砷化銦等。在光伏行業(yè)，激光摻雜技術(shù)常用于太陽能電池的制造，以改善電池性能。一些領(lǐng)先的光伏公司和技術(shù)提供商在開發(fā)和應(yīng)用激光摻雜技術(shù)。

國外包括：Applied Materials 、 Amtech Systems等

國內(nèi)包括：帝爾、大族、盛雄等

在材料改性方面，除了激光摻雜、還有激光誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)、激光誘導(dǎo)退火技術(shù)，激光誘導(dǎo)燒結(jié)技術(shù)是帝爾激光科技在2023年8月14號(hào)新發(fā)布的技術(shù)，可以增益0.2%的電池效率。

3.激光轉(zhuǎn)?。?/p>

激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)(Pattern Transfer Printing，簡稱：PTP)是一種新型的非接觸式的印刷技術(shù)，該技術(shù)原理是在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料，采用高功率激光束高速圖形化掃描，將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表面，形成柵線。通過非接觸激光印刷技術(shù)(PTP)改善高效太陽能電池細(xì)柵印刷工藝，能夠突破傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的線寬極限，輕松實(shí)現(xiàn) 25um 以下的線寬，在電池片硅片上印刷更大高寬比的超細(xì)柵線，幫助電池實(shí)現(xiàn)超細(xì)密柵電池，匹配選擇性發(fā)射極技術(shù)，提升太陽能電池效率的同時(shí)，大幅度節(jié)省漿料耗量20%以上，最終降低電池生產(chǎn)、發(fā)電成本。激光轉(zhuǎn)印技術(shù)的原理基于激光的高能量密度和精確控制。其主要步驟包括：1、底層準(zhǔn)備：在太陽能電池的制造過程中，底層通常是透明導(dǎo)電層，用于收集太陽能并傳輸電流。2、激光照射：使用激光光束照射在底層上，以精確控制的方式移動(dòng)激光焦點(diǎn)。激光的高能量密度可以選擇性地?zé)Y(jié)或劃傷底層，以形成電池的特定模式。3、層疊：不同的電池層，如活性層和電極，可以通過激光轉(zhuǎn)印逐層疊加到底層上。4、成型和封裝：最后，電池組件通過成型和封裝步驟進(jìn)行加工，形成最終的太陽能電池。它的優(yōu)勢(shì)在于：1、高精度：激光轉(zhuǎn)印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)極高的精度和分辨率，有助于生產(chǎn)高效率的太陽能電池，印刷高度一致性、均勻性優(yōu)良，誤差在2um，低溫銀漿也同樣適用（HJT）。2、非接觸性：這是一種非接觸性加工方法，不會(huì)損壞或污染電池組件，有助于提高電池的質(zhì)量,并且在未來的薄片化的進(jìn)程中肯定鋒芒畢露。3、快速生產(chǎn)：激光轉(zhuǎn)印是一種高速加工方法，可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率。4、多材料適應(yīng)性：這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于多種不同類型的電池材料，包括有機(jī)材料、硅材料等。5、成本控制：比較絲網(wǎng)印刷，激光轉(zhuǎn)印的柵線更細(xì)，可以做到18um以下漿料節(jié)省30%，TOPCON的雙面銀漿、HJT低溫銀漿都會(huì)由于激光轉(zhuǎn)印技術(shù)減少大量的銀漿消耗成為降本增效的重要技術(shù)之一。

4.激光打孔：

激光打孔的原理是利用激光束的高能量密度來將材料的局部區(qū)域加熱至足夠高的溫度，以使材料蒸發(fā)、熔化或者氣化，從而形成孔洞。激光打孔的關(guān)鍵是控制激光的能量密度、照射時(shí)間和焦點(diǎn)位置，以確保材料被精確地加工成所需的孔洞。這種精確性和高能量密度使激光打孔成為許多工業(yè)應(yīng)用中的理想選擇，包括光伏行業(yè)中的太陽能電池制造。不同類型的激光（例如，CO2激光、Nd:YAG激光、飛秒激光等）可以用于不同類型的材料和應(yīng)用，因此需要根據(jù)具體的需求選擇適當(dāng)?shù)募す庀到y(tǒng)。激光打孔在光伏行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，特別是在太陽能電池制造過程中。以下是一些激光打孔在光伏行業(yè)中的主要應(yīng)用：

1. 電池片加工：激光打孔常用于太陽能電池片的加工。這些小孔可以用來提高電池片的光吸收效率，減少反射損失，從而增加光電轉(zhuǎn)換效率（陷光效應(yīng)）。激光打孔可以在硅片、多晶硅片和其他太陽能電池材料上進(jìn)行精確而高效的加工。

2.電池及組件連接：在太陽能電池組裝過程中，電池之間需要連接電線。激光打孔可以用來制作電池之間的電線連接孔，以確保電池之間的電流傳輸順暢，減少能量損失。在太陽能電池組件的制造過程中，激光打孔也用于制造支架、框架和其他組件的孔洞和連接點(diǎn)。

3.光伏玻璃背板：因?yàn)槌Ｒ?guī)的光伏電池組件僅蓋板使用光伏玻璃，而雙玻組件的蓋板和背板都使用光伏玻璃，而背板光伏玻璃必須在特定位置打孔才能把光伏電池組件的電流導(dǎo)線引出到接線盒。因此光伏玻璃背板打孔成為深加工生產(chǎn)中必不可少的一道工序。

總的來說，激光打孔在光伏行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可以提高太陽能電池的效率、降低制造成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。這些應(yīng)用有助于推動(dòng)太陽能技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)可再生能源的利用。需要注意的是，具體的應(yīng)用可能因制造工藝和材料而異，因此實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)募す饧夹g(shù)和參數(shù)。

以上也只是激光工藝在光伏行業(yè)應(yīng)用的一部分，當(dāng)然還包括激光開槽（XBC）、激光消融（PERC）等等。

未來展望：

隨著激光技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以預(yù)見更多的創(chuàng)新將進(jìn)一步推動(dòng)光伏行業(yè)的發(fā)展。未來可能涌現(xiàn)出更高效的光伏材料、更智能的生產(chǎn)流程以及更多利用光伏能源的應(yīng)用領(lǐng)域。激光技術(shù)在光伏行業(yè)的嶄新應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率，還改善了電池組件的性能和可持續(xù)性。這一技術(shù)的不斷創(chuàng)新將繼續(xù)推動(dòng)太陽能電池的發(fā)展，為清潔能源的未來做出貢獻(xiàn)。另外在光伏制造中，激光技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了廢料的產(chǎn)生，這有助于降低環(huán)境負(fù)擔(dān)。此外，激光清潔技術(shù)不需要化學(xué)物質(zhì)，節(jié)省了能源和資源。用清潔的技術(shù)去搞清潔的行業(yè)——妙哉。

最后，激光工藝之深，全靠悟。激光技術(shù)之妙，寫不盡。