一种激光掺杂装置的制作方法

本技术涉及电池加工领域，具体而言，特别是涉及一种激光掺杂装置。

背景技术：

1、激光掺杂装置是一种在硅片生产过程中用来做选择性重掺，以提高硅片光电转换效率的专用激光设备。现有的激光掺杂装置通常采用绿光脉冲激光器，而对于新的topcon电池掺杂来说，硼元素在硅的固溶度低于磷，掺杂需要的能量高，扩散时间长，由于绿光超快激光器单点能量小，作用时间短，峰值功率高，掺杂过程中出现电池表面绒面易损伤且重掺杂区域浓度无法达标，从而无法满足掺杂要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种采用红外连续激光对光伏电池进行掺杂，使激光扫描电池表面的掺杂元素不会气化，有足够的热量及作用时间扩散到电池基体中的激光掺杂装置。

2、本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

3、一种激光掺杂装置，包括红外连续激光器和光束调节组件，所述光束调节组件包括沿所述红外连续激光器的光路依次设置的准直镜、光路盒、振镜以及场镜；所述光路盒内设置有扩束单元和整形单元，所述扩束单元包括第一调节座、以及安装在所述第一调节座上的扩束镜，所述整形单元包括第二调节座、以及安装在所述第二调节座上的整形镜，所述第一调节座和所述第二调节座可分别调整所述扩束镜和所述整形镜的位置。

4、上述激光掺杂装置，利用红外连续激光器输出红外激光，并使光束依次经过准直镜、扩束镜、整形镜、振镜以及场镜，实现稳定热能量密度输入，并降低电池表面光反射。其中，红外连续激光热能量密度大，持续输入时间长，无峰值能量，在激光扫描电池表面的掺杂元素不会气化，有足够的热量及作用时间扩散到电池基体中，随着波长变宽，硅对光的吸收系数变低，表面不易损伤，可以有效满足重掺区域的浓度要求。同时，光路盒内的扩束单元和整形单元可以根据实际需求灵活调整光束的状态，以满足不同的加工要求，有效地提高了其适用范围。

5、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第一调节座包括第一固定块和第一调节块，所述第一调节块通过第一扩束调节旋钮与所述第一固定块连接，所述第一调节块上设置有用于安装所述扩束镜的第一安装孔。

6、上述技术方案中，第一扩束调节旋钮可用于调整第一调节块的位置，使第一调节块可以在光路方向上前后移动，以调整其与准直镜或者整形镜之间的距离，从而调整光束的扩散状态，以便于根据实际加工要求进行灵活调整，且仅通过旋动第一扩束调节旋钮即可，使用简单且方便。

7、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第一调节块上还设置有第二扩束调节旋钮，所述第二扩束调节旋钮延伸至所述第一安装孔内。

8、上述技术方案中，扩束镜安装在第一安装孔内，且在第一安装孔内设置有预留的安装空间，一方面方便了扩束镜的安装，另一方面也可以为第二扩束调节旋钮的调节提供了一定的余量，扩束镜可通过第二扩束调节旋钮固定在第一安装孔内，同时通过控制第二扩束调节旋钮伸出第一安装孔的长度，可以调整扩束镜在第一安装孔内的偏移位置，从而实现扩束镜上下左右四个方向的微调，还可以在一定范围内调整其俯仰角度，使得扩束镜的安装更为灵活。

9、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第一扩束调节旋钮和所述第二扩束调节旋钮均为两个以上。

10、上述技术方案中，通过设置多个第一扩束调节旋钮和第二扩束调节旋钮，使多个第一扩束调节旋钮和第二扩束调节旋钮同步作用，可以进一步提升扩束镜的调节范围以及固定的稳定性。

11、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第二调节座包括第二固定块和第二调节块，所述第二调节块通过第一整形调节旋钮与所述第二固定块连接，所述第二调节块上设置有用于安装所述整形镜的第二安装孔。

12、上述技术方案中，第一整形调节旋钮可用于调整第二调节块的位置，使第二调节块可以在光路方向上前后移动，以调整其与扩束镜之间的距离，从而调整光束的形态，以便于根据实际加工要求进行灵活调整，且仅通过旋动第一整形调节旋钮即可，使用简单且方便。

13、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第二调节块上还设置有第二整形调节旋钮，所述第二整形调节旋钮延伸至所述第二安装孔内。

14、上述技术方案中，整形镜安装在第二安装孔内，且在第二安装孔内设置有预留的安装空间，一方面方便了整形镜的安装，另一方面也可以为第二整形调节旋钮的调节提供了一定的余量，整形镜可通过第二整形调节旋钮固定在第二安装孔内，同时通过控制第二整形调节旋钮伸出第二安装孔的长度，可以调整整形镜在第二安装孔内的偏移位置，从而实现整形镜上下左右四个方向的微调，还可以在一定范围内调整其俯仰角度，使得整形镜的安装更为灵活。

15、可选地，在一种可能的实现方式中，所述第一整形调节旋钮和所述第二整形调节旋钮均为两个以上。

16、上述技术方案中，通过设置多个第一整形调节旋钮和第二整形调节旋钮，使多个第一整形调节旋钮和第二整形调节旋钮同步作用，可以进一步提升整形镜的调节范围以及固定的稳定性。

17、可选地，在一种可能的实现方式中，所述准直镜通过连接座固定在所述光路盒的一侧，所述振镜和所述场镜固定在所述光路盒的另一侧。

18、上述技术方案中，将准直镜设置在光路盒的外侧，方便随时对其进行调整，便于操作，将振镜和场镜设置在光路盒的另一侧则是方便对电池进行加工。

19、可选地，在一种可能的实现方式中，所述准直镜延伸至所述光路盒的内部，所述光路盒靠近于所述振镜和所述场镜的一侧设置有入射孔。

20、上述技术方案中，准直镜延伸至光路盒内部的一端即为光路的输出端，可以避免光束裸露在外部，提升使用安全，光路盒内部的入射孔则是便于将光束输送至振镜和场镜内。

21、可选地，在一种可能的实现方式中，所述红外连续激光器输出的光束直径为6-8mm。

22、本实用新型相较于现有技术的有益效果是：

23、本实用新型的激光掺杂装置，用红外连续激光器输出红外激光，并使光束依次经过准直镜、扩束镜、整形镜、振镜以及场镜，实现稳定热能量密度输入，并降低电池表面光反射。其中，红外连续激光热能量密度大，持续输入时间长，无峰值能量，在激光扫描电池表面的掺杂元素不会气化，有足够的热量及作用时间扩散到电池基体中，随着波长变宽，硅对光的吸收系数变低，表面不易损伤，可以有效满足重掺区域的浓度要求。

技术特征：

1.一种激光掺杂装置，其特征在于，包括红外连续激光器（1）和光束调节组件，所述光束调节组件包括沿所述红外连续激光器（1）的光路依次设置的准直镜（2）、光路盒（3）、振镜（4）以及场镜（5）；所述光路盒（3）内设置有扩束单元（6）和整形单元（7），所述扩束单元（6）包括第一调节座（61）、以及安装在所述第一调节座（61）上的扩束镜（62），所述整形单元（7）包括第二调节座（71）、以及安装在所述第二调节座（71）上的整形镜（72），所述第一调节座（61）和所述第二调节座（71）可分别调整所述扩束镜（62）和所述整形镜（72）的位置。

2.根据权利要求1所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第一调节座（61）包括第一固定块（611）和第一调节块（612），所述第一调节块（612）通过第一扩束调节旋钮（613）与所述第一固定块（611）连接，所述第一调节块（612）上设置有用于安装所述扩束镜（62）的第一安装孔。

3.根据权利要求2所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第一调节块（612）上还设置有第二扩束调节旋钮（614），所述第二扩束调节旋钮（614）延伸至所述第一安装孔内。

4.根据权利要求3所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第一扩束调节旋钮（613）和所述第二扩束调节旋钮（614）均为两个以上。

5.根据权利要求1所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第二调节座（71）包括第二固定块（711）和第二调节块（712），所述第二调节块（712）通过第一整形调节旋钮（713）与所述第二固定块（711）连接，所述第二调节块（712）上设置有用于安装所述整形镜（72）的第二安装孔。

6.根据权利要求5所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第二调节块（712）上还设置有第二整形调节旋钮（714），所述第二整形调节旋钮（714）延伸至所述第二安装孔内。

7.根据权利要求6所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述第一整形调节旋钮（713）和所述第二整形调节旋钮（714）均为两个以上。

8.根据权利要求1所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述准直镜（2）通过连接座（8）固定在所述光路盒（3）的一侧，所述振镜（4）和所述场镜（5）固定在所述光路盒（3）的另一侧。

9.根据权利要求8所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述准直镜（2）延伸至所述光路盒（3）的内部，所述光路盒（3）靠近于所述振镜（4）和所述场镜（5）的一侧设置有入射孔（31）。

10.根据权利要求1-9任一项所述的激光掺杂装置，其特征在于，所述红外连续激光器（1）输出的光束直径为6-8mm。

技术总结
本技术涉及一种激光掺杂装置，包括红外连续激光器和光束调节组件，所述光束调节组件包括沿所述红外连续激光器的光路依次设置的准直镜、光路盒、振镜以及场镜；所述光路盒内设置有扩束单元和整形单元，所述扩束单元包括第一调节座、以及安装在所述第一调节座上的扩束镜，所述整形单元包括第二调节座、以及安装在所述第二调节座上的整形镜，所述第一调节座和所述第二调节座可分别调整所述扩束镜和所述整形镜的位置。本技术的红外连续激光器输出红外激光，并使光束依次经过准直镜、扩束镜、整形镜、振镜以及场镜，实现稳定热能量密度输入，并降低电池表面光反射。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：广东舜元激光科技有限公司
技术研发日：20230731
技术公布日：2024/3/12