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能源危机问题已经触及到社会发展的许多方面,如果能够妥善处理能源枯竭和合理开发利用这对矛盾,这将会造福我们的子孙后代。进入21世纪,新能源的开发利用成为人们研究的重要课题,其中太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源,其开发利用已经得到了许多研究人员高度重视。
太阳能硅晶片的加工是太阳能产业中非常重要的工序。目前,太阳能硅片的划片技术已经日趋成熟,但其产能跟不上市场的需求已经成为目前需要迫切解决的问题,针对这一情况,本文着重从提高工艺环节的效益这一方面来提高太阳能硅片的产能,从而从一定程度上改善了太阳能硅晶片的产能不足问题。文中的工艺优化方案仅对单晶硅、多晶硅太阳能电池的划片进行比较深入的研究,此种方案也可延伸到其他半导体材料的划槽与切割,对类似的材料都适用。
在分析国内外激光加工技术,尤其是激光划片技术的基础上,从激光的原理出发,逐层分析激光划片技术的优化过程,为改善激光划片系统做了一定的探索。
本文主要做了以下研究工作:
1.激光器内部光路的优化研究:从激光器的最小系统出发,对其内部影响光路的各种因素进行合理的优化研究,提高了划片的效率。
2.外部控制柜机械结构的设计及控制电路部分的研究:控制激光器工作的各个部分位置的摆放将影响激光器的工作,影响其自身的散热,影响操作人员的操作,等等。合理的安排这些部件的布局将会使激光器更稳定的工作,并且能够延长机器本身的寿命,给操作人员带来很大的方便。设计好电路控制部分将能更好的增加整个系统的稳定性,电路保护部分也是这部分的研究重点,在最稳定的前提下还要最大限度的保证每个操作人员的安全。
3.激光划片实验中各参数工艺优化的研究:通过对激光电源的输出电流、声光Q 电源的输出频率和脉宽、激光焦点的移动速度、激光光斑直径的大小等参数的调节,最终得出了划片过程中各种参数的最佳取值范围。
在研究的过程中,均采用目前技术比较成熟的YAG 激光划片设备进行实验,而随着激光技术的不断发展,半导体激光划片设备和光纤激光划片设备已得到广泛的应用,在以后的研究过程中采用更先进的设备对划片工艺的优化会起到更好的促进作用。