Laser Scribing Dalam Industri PV Surya

Wafer LED coretan laser adalah tantangan karena bahannya relatif transparan melalui bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat. GaN transparan di bawah 365 nm, dan safir semi transparan di atas 177 nm. Dengan demikian frekuensi tiga kali lipat (355 nm) dan frekuensi quadrupled (266 nm) laser padat-switched diode-diode-switched (DPSS) adalah pilihan terbaik untuk coretan LED. Sementara laser excimer juga tersedia dalam rentang panjang gelombang ini, laser DPSS memiliki jejak yang jauh lebih kecil dan dapat mencapai lebar potong yang jauh lebih sempit dan membutuhkan perawatan yang jauh lebih sedikit.

Dengan mengurangi mikro-retak dan retak perambatan, laser scribing memungkinkan perangkat LED untuk jauh lebih dekat ruang, meningkatkan hasil dan throughput. Karena biasanya ada lebih dari 20.000 perangkat LED diskrit pada wafer 2 inci tunggal, lebar potong sangat berdampak pada hasil. Mengurangi retak mikro selama proses pemisahan mati juga telah terbukti meningkatkan keandalan jangka panjang perangkat LED. Hasil ditingkatkan dengan coretan laser dengan mengurangi kerusakan wafer. Kecepatan laser scribe dan break process juga jauh lebih cepat daripada pemotongan mekanis tradisional. Toleransi proses laser yang lebih luas dan penghapusan keausan pisau dan kerusakan diterjemahkan ke proses manufaktur yang sangat andal yang lebih kuat dengan biaya yang lebih rendah.

Laser solid state (DPSS) yang dipompa dioda telah membuktikan nilainya dalam pembuatan perangkat film tipis a-Si. Laser yang dialihkan T digunakan untuk tiga proses juru tulis prinsip - yang dikenal sebagai juru tulis P1, P2, dan P3 - yang memisahkan perangkat planar besar menjadi berbagai sel fotovoltaik seriesinterconnected. Proses juru tulis melibatkan penghapusan berbagai bahan film tipis (0,2 - 3,0 μm khas) dengan kerusakan jaminan minimal pada substrat kaca atau film lainnya.

Untuk coretan P1, film tipis bahan TCO (transparan melakukan oksida) - biasanya SnO2 - dihapus dari substrat kaca, dan biasanya dicapai dengan laser Q-switched 1064 nm. Proses ini membutuhkan fluensi laser yang relatif tinggi karena transparansi optik dan kekerasan mekanis film TCO. Dengan Spectra-Physics HIPPO™ 1064-27, 50 μm wide P1 scribes dicapai pada kecepatan terdepan di industri. Lebar pulsa pendek laser dan stabilitas energi pulsa-ke-pulsa yang luar biasa memungkinkan pemrosesan pada PRF 200 kHz (frekuensi pengulangan denyut nadi), yang diterjemahkan ke kecepatan juru tulis 8 m/detik.

Juru tulis P2 dan P3 biasanya menggunakan laser 532 nm, terutama karena cahaya sangat diserap oleh lapisan peredam matahari silikon. Juru tulis P2 hanya menghapus lapisan silikon, sementara juru tulis P3 juga menghapus film back contact metal/TCO tambahan. Lebar pulsa pendek sangat penting untuk mencapai hasil juru tulis efisiensi terbaik. Jika dikombinasikan dengan stabilitas energi denyut nadi yang sangat baik pada PRF tinggi, kecepatan juru tulis 12 m/detik dicapai dengan sistem laser Spectra-Physics HIPPO 532-15 yang beroperasi pada PRF 160 kHz.

Bahan keramik digunakan secara luas di industri mikroelektronik, semikonduktor, dan pencahayaan LED karena sifat terisolasi listrik dan konduktif termal, serta kemampuan layanan hightemperature mereka. Kerapian mereka membuat pemrosesan laser menarik jika dibandingkan dengan permesinan konvensional, terutama untuk menghasilkan fitur yang semakin kecil dan rumit yang diperlukan untuk kemasan mikroelektronik canggih.  Lihat Coretan Keramik Menggunakan Talon®UV berdenyut dan Laser Hijau untuk informasi tambahan.

Untuk menunjukkan keunggulan kemampuan pemisahan denyut nadi teknologi TimeShift, kami menghasilkan juru tulis laser dengan kecepatan juru tulis dan PRF yang sama untuk berbagai tingkat fluensi. Dua set data dikumpulkan; satu dengan output denyut nadi dari pulsa 25 ns tunggal, dan satu dengan ledakan lima sub-pulsa 5 ns dipisahkan oleh 10 ns. Data kedalaman juru tulis menunjukkan keuntungan yang jelas dari penggunaan pulsa membelah mikromachining burst di atas mesin pulsa tunggal. Peningkatan kedalaman ablasi antara 52% dan 77% diamati tergantung pada tingkat fluensi. Kami juga mengamati peningkatan kualitas juru tulis split pulse. Lihat Pemotongan Kaca dan Coretan Silikon Excel dengan Quasar®TimeShift™ Technology untuk informasi tambahan.