具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将参照相关附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

一种光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统，如图1至图10所示，所述光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统包括第一加工子系统、第二加工子系统和传动装置；所述第一加工子系统用于通过脉冲激光对电池片切割道的两端进行开槽，所述第二加工子系统用于在一冷却系统215的配合下通过连续激光沿着所述槽的开设方向对电池片扫描加热，使电池片在热应力的作用下实现自动分离，所述传动装置用于将上料位的电池片运送到第一加工子系统的加工位，或者将两端开槽后的电池片从所述第一加工子系统的加工位运送到所述第二加工子系统的加工位，或者将分离后的电池片从所述第二加工子系统的加工位运送到下料位。

本发明提供的光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统，加工过程中传动装置将电池片在上料位、第一加工子系统的加工位、第二加工子系统的加工位和下料位之间运转，第一加工子系统通过脉冲激光对电池片切割道的两端开设一定深度和长度的沟槽，第二加工子系统通过连续激光沿着槽的开设方向对电池片扫描加热，使电池片在热应力的作用下实现自动分离，实现电池片切割，能够减少太阳能电池片切割过程中的热影响区域及断面微裂纹，提升产品强度避免隐裂风险，同时大量减少切割过程中产生的粉尘，可广泛应用于光伏晶体硅太阳能电池切割领域，尤其适用于目前已经出现的HJT、TOPCON等高性能电池。

具体如图1和图2所示，所述第一加工子系统包括第一激光器110、第一扩束准直单元111、第一反射单元112、第一聚焦单元113、第一载物台114和第一运动模块。

所述第一加工子系统用于发射第一加工光束，并对所述第一载物台114上电池片进行加工，形成第一加工子系统加工路径，所述第一激光器110、第一扩束准直单元111、第一反射单元112和第一聚焦单元113依次设置。

所述第一激光器110用于发射初始高斯光束至所述第一扩束准直单元111，所述第一扩束准直单元111对光束进行扩束准直，所述第一反射单元112将光束反射至所述第一聚焦单元113，所述第一聚焦单元113将光束汇聚形成第一加工光束，并将所述第一加工光束作用于所述第一载物台114上的电池片上，所述第一运动模块设置于所述第一反射单元112上和/或所述第一载物台114上，所述第一运动模块与控制系统连接并受控制系统所控制，所述第一运动模块驱动所述第一反射单元112和/或第一载物台114运动，以改变所述第一加工光束和所述第一载物台114的相对位置。

控制系统控制设置于在第一反射单元112和/或第一载物台114上的第一运动模块运动，改变第一加工光束和第一载物台114相对位置，使电池片切割道的两端开一定深度和长度的沟槽。

所述第一激光器110为脉冲激光器，波长为200－1100nm，所述脉冲激光器为纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器中的一种。

所述第一加工子系统对电池片两端的开槽深度为10μm－180μm，开槽长度为0.5mm－20mm。

所述第二加工子系统包括第二激光器210、第二扩束准直单元211、第二反射单元212、第二聚焦单元213、第二载物台214和第二运动模块。

所述第二加工子系统用于发射第二加工光束，并对所述第二载物台214上电池片进行加工，本实施例中，所述第二加工子系统沿第一加工子系统加工路径加工，所述第二激光器210、第二扩束准直单元211、第二反射单元212和第二聚焦单元213依次设置，所述冷却系统215用于对第二加工光束靠近所述第二载物台214上的电池片的光斑尾部进行冷却。

所述第二激光器210用于发射初始高斯光束至所述第二扩束准直单元211，所述第二扩束准直单元211对光束进行扩束准直，所述第二反射单元212将光束反射至所述第二聚焦单元213，所述第二聚焦单元213将光束汇聚形成第二加工光束，并将所述第二加工光束作用于所述第二载物台214上的电池片上，所述第二运动模块设置于所述第二反射单元212上和/或所述第二载物台214上，所述第二运动模块与控制系统连接并受控制系统所控制，所述第二运动模块驱动所述第二反射单元212和/或第二载物台214运动，以改变所述第二加工光束和所述第二载物台214的相对位置。

本实施例中，所述第一运动模块和第二运动模块可为伺服电机驱动机构，可精准控制加工电池片的位置。

所述光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统还包括定位装置，本实施例中，传动装置可为机械手夹爪装置，定位装置可为定位槽、定位板或定位销等定位装置，所述定位装置在所述传动装置将两端开槽后的电池片从所述第一载物台114运送到所述第二载物台214上的过程进行定位，使所述第二加工光束初始位置位于所述第一加工子系统加工路径初始位置起点，所述第二运动模块驱动所述第二反射单元212和/或第二载物台214运动，使所述第二加工光束沿着所述第一加工子系统加工路径运动。

所述第二激光器210为连续和准连续激光器中的一种，所述第二激光器210产生的高斯光束波长为900nm－1100nm，激光功率为100W－1000W。

所述第二聚焦单元包括柱面镜或衍射光学元器件，光束经所述第二聚焦单元聚焦后的激光光斑为椭圆形光斑或长条形光斑，激光光斑的长轴方向与切割方向一致。

在本实施例中，光束经所述第二聚焦单元聚焦后的激光光斑为椭圆形光斑。

所述冷却系统215的冷却介质为气体、液体或气液混合物，气体为空气、CO2、氮气中的一种，气体气压为0.1－0.8MPa，液体可为水或易挥发的有机溶剂，液体流量为0.1－10Ml/min。

在本实施例中，冷却系统215与光斑以同样的速度相对于第二载物台214运动，冷却系统215以气液混合物为冷却介质，对椭圆光斑的尾部位置进行冷却，将光斑加热处的材料从最高温度点瞬间冷却下来，形成巨大的温差应力，电池片在应力的作用下自动分离。

工作原理：传动装置将电池片从上料位运送到第一载物台114上，第一激光器110发射初始高斯光束至第一扩束准直单元111，第一扩束准直单元111对光束进行扩束准直，第一反射单元112将光束反射至第一聚焦单元113，第一聚焦单元113将光束汇聚形成第一加工光束，并将第一加工光束作用于第一载物台114上的电池片上，对电池片切割道的两端开设一定深度和长度的沟槽；传动装置将两端开槽后的电池片从第一载物台114运送到所述第二载物台214上，第二激光器210用于发射初始高斯光束至第二扩束准直单元211，第二扩束准直单元211对光束进行扩束准直，第二反射单元212将光束反射至第二聚焦单元213，第二聚焦单元213将光束汇聚形成第二加工光束，沿着槽的开设方向对电池片扫描加热，使电池片在热应力的作用下实现自动分离，实现电池片切割，能够减少太阳能电池片切割过程中的热影响区域及断面微裂纹，提升产品强度避免隐裂风险，同时大量减少切割过程中产生的粉尘，可广泛应用于光伏晶体硅太阳能电池切割领域。

为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统方法，采用了如下所述的技术方案：

一种光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统方法，如图3所示，所述光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割系统方法包括：

传动装置将上料区的电池片运送到第一加工子系统的加工位；

第一加工子系统利用脉冲激光对电池片切割道的两端进行开槽；

传动装置将两端开槽后的电池片从第一加工子系统的加工位运送到第二加工子系统的加工位；

第二加工子系统在一冷却系统的配合下，利用连续激光沿着槽的开设方向对电池片扫描加热，使电池片在热应力的作用下实现自动分离；

传动装置将分离后的电池片从第二加工子系统的加工位运送到下料位。

本发明提供的光伏晶体硅太阳能电池微损伤切割方法，加工过程中传动装置将电池片在上料位、第一加工子系统的加工位、第二加工子系统的加工位和下料位之间运转，第一加工子系统通过脉冲激光对电池片切割道的两端开设一定深度和长度的沟槽，第二加工子系统通过连续激光沿着槽的开设方向对电池片扫描加热，使电池片在热应力的作用下实现自动分离，实现电池片切割，能够减少太阳能电池片切割过程中的热影响区域及断面微裂纹，提升产品强度避免隐裂风险，同时大量减少切割过程中产生的粉尘，可广泛应用于光伏晶体硅太阳能电池切割领域，尤其适用于目前已经出现的HJT、TOPCON等高性能电池。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。