準(zhǔn)同步焊接

　　為了檢驗(yàn)焊接的特性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)盒子形狀的測(cè)試部件，這種部件在汽車行業(yè)中最為常見(jiàn)（見(jiàn)圖3）。盒蓋是由摻雜了30%玻璃的PBT（聚丁烯對(duì)苯二酸鹽）制成的。我們使用壓縮空氣來(lái)漲破盒子來(lái)檢驗(yàn)焊接的質(zhì)量。

 
圖3   激光焊接測(cè)試盒

　　在開(kāi)環(huán)過(guò)程中，處理溫度變化范圍很小。使用固定的焊接速度，激光功率必須要保證±2％的穩(wěn)定性，這樣才能達(dá)到大約11.2帕的最大破壞氣壓。

　　在閉環(huán)過(guò)程中，處理溫度能夠從210℃變化到280℃，對(duì)焊接結(jié)果沒(méi)有太大的影響。處理溫度變化范圍比在開(kāi)環(huán)過(guò)程中大，并且破壞氣壓超過(guò)11.7帕。在高溫計(jì)的測(cè)量范圍中，焊接過(guò)程會(huì)受到激光透射部件的光學(xué)屬性的限制。在近紅外區(qū)的透射決定了所能實(shí)現(xiàn)的最大焊接速度。掃描振鏡及糾正色差平場(chǎng)透鏡的工作面積范圍，限制了焊接部件的大小。

　　焊接

　　用高功率半導(dǎo)體激光器實(shí)施的激光焊接，除了在電子制造領(lǐng)域具備優(yōu)勢(shì)外，也能在薄膜太陽(yáng)能電池焊接應(yīng)用中大顯身手。使用連續(xù)半導(dǎo)體激光器焊接，能獲得幾平方毫米大小的焊點(diǎn)（見(jiàn)圖4）。激光焊接是一種非接觸性焊接技術(shù)，而且能精確散熱，熱影響區(qū)非常小。這限制了焊接過(guò)程中太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

　　通常硅太陽(yáng)能電池互相連接成一條細(xì)線，然后層疊在模塊里。這種技術(shù)要求使用額外的設(shè)備來(lái)處理又長(zhǎng)、又易碎的細(xì)線。采用激光焊接，能通過(guò)直接焊接疊層，完全避免對(duì)細(xì)線的處理。這些模塊的層疊順序一般是玻璃、聚合乙烯乙烯醋酸酯 （EVA）、鍍錫帶、太陽(yáng)能單元、鍍錫帶和透明 PVF 底層(聚乙烯化合物氟化物)。PV模塊的前面和后面能夠透射激光。焊接可以在層疊之前或之后進(jìn)行。關(guān)于焊點(diǎn)的拉力和接觸電阻，激光焊點(diǎn)的質(zhì)量超過(guò)其他連接技術(shù)。激光焊點(diǎn)的拉力比其他方法高出3倍，而熱阻只有其他方法的14%[1]。

　　不需要移動(dòng)光學(xué)透鏡及太陽(yáng)能電池單元，掃描振鏡可以焊接太陽(yáng)能電池模塊上的所有連接點(diǎn)。由于平場(chǎng)透鏡有限的工作面積，必須要移動(dòng)掃描振鏡以處理模塊的所有單元。

　　圖5顯示了閉環(huán)焊接過(guò)程中，溫度和激光功率相對(duì)于時(shí)間的變化曲線。溫度上升了150ms后，保持了200ms的穩(wěn)定，以將熱影響降至最小。