光伏產(chǎn)業(yè)正面臨著許多挑戰(zhàn)，其中一個(gè)重要任務(wù)是降低太陽能電池或組件的成本，另一個(gè)挑戰(zhàn)就是如何提高太陽能電池組件的效率。薄膜技術(shù)由于能夠?qū)崿F(xiàn)最低的每瓦價(jià)格，似乎在降低成本方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)；而硅晶（基于晶片）太陽能電池則在提高效率方面略勝一籌。目前，商用單晶硅電池的效率能達(dá)到12%-19%，當(dāng)然距離35%的理論目標(biāo)值依然相差甚遠(yuǎn)。太陽能電池的損耗主要是由光反射、載流子復(fù)合、歐姆損耗、正面接觸造成的陰影效應(yīng)等原因造成的。新型太陽能電池采用了一些降低上訴損耗的解決方案。

　 　以典型的太陽能電池為例，正面前接觸布線占去多大10%的總面積，在光活性區(qū)形成陰影，導(dǎo)致電池輸出降低。如果能在太陽能電池背面布線，就可以減小這種 陰影效應(yīng)，而“金屬穿孔卷繞”（MWT）技術(shù)和“發(fā)射極穿透”（EWT）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。這兩種技術(shù)都需要在160-200μm厚的硅片上鉆出50-100μm大小的通孔。背接觸可以從背面和正面雙面集電（見圖1）。這不但有利于電池的電氣連接，而且由于背面接觸不再受陰影效應(yīng)的限制，從而降低了電阻（歐姆）損耗。

　　圖1： MWT（金屬穿孔卷繞）電池將發(fā)射極從正面“卷繞”至背面。完全背面布線是一個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，卷繞的正面接觸能占用更大面積。

　　MWT技術(shù)通常需要在1-2秒鐘內(nèi)鉆出約100個(gè)孔；而對(duì)于EWT技術(shù)，孔的尺寸要小些，但是要以同樣的速度鉆出約1萬個(gè)孔。目前的激光技術(shù)能夠滿足這兩種技術(shù)的要求，但市面上能夠看到的MWT太陽能電池的數(shù)量還很少。商用MWT電池的效率比傳統(tǒng)電池的效率大約高1%。

　 　要獲得較高的生產(chǎn)能力，一個(gè)關(guān)鍵因素是要在全部激光參數(shù)和聚焦條件，以及激光觸發(fā)與光束偏轉(zhuǎn)的同步之間確定最佳組合。眾所周知，脈寬約100ns時(shí)，激 光在硅中能夠達(dá)到最佳燒蝕速度，從而具有最快的鉆孔速度。應(yīng)用工程師強(qiáng)烈渴望在工藝中有這樣一個(gè)激光源，能夠獨(dú)立于重復(fù)頻率和脈沖能量之外來調(diào)節(jié)脈寬。面 對(duì)這樣需求，Jenoptik公司推出了一款名為JenLas disk IR50的激光器。

　　IR50激光器采用新型的脈沖調(diào)節(jié)技術(shù)，其可調(diào)范圍見圖2。此激光器的重復(fù)頻率在8-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，能量大于4.3mJ，脈沖寬度在200-1000ns范圍內(nèi)可調(diào)。

　　圖2：IR50激光器的調(diào)節(jié)范圍

　　圖3為用于打孔的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。激光器（1）通過擴(kuò)束鏡（3）后進(jìn)入Galvoscanner（4）。 Galvoscanner和不同焦距的透鏡組合使用，樣品（6）固定在基座（7）上。Galvo控制器用來同步激光器和Galvoscanner。

圖3：系統(tǒng)示意圖

圖4：測(cè)試結(jié)果

　　圖4為在不同脈寬、重復(fù)頻率和單脈沖能量下在厚度為200μm的硅片上打孔的測(cè)試結(jié)果。我們可以通過優(yōu)化脈寬、重復(fù)頻率和單脈沖能量來實(shí)現(xiàn)最佳的打孔效果。