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一种电池片制备方法及电池片与流程

2022-12-20 01:27:14 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光伏技术领域,尤其涉及一种电池片制备方法及电池片。


背景技术:

2.半片电池技术是将整片太阳能电池片沿垂直于电池主栅的方向用激光划开,再进行焊接串联,制作成组件,半片组件具有更低的封装损失和降低热斑效应的风险,因此,半片组件已成为市场主流。
3.相关技术中,采用激光切割技术,利用激光照射在电池片的表面,在激光光斑处的温度达到硅材料的熔点以上,使所接触的硅材料直接气化或熔融,从而在电池片表面形成连续沟槽,再进行机械掰片形成半片电池片。
4.然而,发明人在研究中发现,由于激光切割温度过高,会对切割区域周围的电池片造成热损伤,导致电池片的切割效率损失很大。


技术实现要素:

5.本发明实施例提供一种电池片制备方法及电池片,以解决现有技术中由于激光切割温度过高,会对切割区域周围的电池片造成热损伤,导致电池片的切割效率损失很大的问题。
6.第一方面,本发明实施例提供一种电池片制备方法,包括:
7.将待切割的电池片放置于切割平台;
8.确定用于切割电池片的激光的激光参数,及确定所述切割平台的平台参数;
9.基于所述平台参数控制所述切割平台运行,以及基于所述激光参数控制所述激光对所述电池片进行切割,以在所述电池片上形成连续的激光烧蚀点;其中,相邻两个所述激光烧蚀点之间存有预设间距。
10.可选地,所述激光参数包括激光的光斑直径,所述确定用于切割电池片的激光的激光参数包括:
11.确定所述激光的激光波形;
12.在所述激光波形的频率范围内,调整所述激光的激光频率以调整所述激光的光斑直径,使所述光斑直径在预设范围内。
13.可选地,所述平台参数包括所述切割平台的移动速度,所述移动速度与所述光斑直径正相关。
14.可选地,所述调整所述激光的激光频率以调整所述激光的光斑直径之后,还包括:
15.调整所述电池片与激光光源之间的间距,以对所述光斑直径进行修正,其中,所述激光光源用于发射所述激光。
16.可选地,所述将待切割的电池片放置于切割平台,包括:
17.采用真空吸附的方式将所述电池片固定于所述切割平台;
18.所述调整所述电池片与激光光源之间的间距,包括:
19.调整所述切割平台对所述电池片的真空吸附压力,以调整所述电池片与所述激光光源之间的间距。
20.可选地,所述预设间距为所述光斑直径的0~0.5倍。
21.可选地,所述光斑直径的预设范围为10-30μm。
22.可选地,所述预设的激光波形为尖峰状波形。
23.可选地,所述激光的激光频率为25-40khz。
24.可选地,所述平台移动速度为2000-3000mm/s。
25.可选地,所述真空吸附压力为-1.6~-2.5pa。
26.可选地,激光参数还包括:激光的扫描次数以及单次激光能量,所述确定激光的激光参数还包括:
27.调整所述扫描次数以及所述单次激光能量,以使所述激光烧蚀点的深度达到预设深度。
28.可选地,所述单次激光能量为0.2~0.6w。
29.可选地,所述扫描次数为12~16次。
30.可选地,所述预设深度为所述电池片厚度的0.4~0.7倍。
31.第二方面,本发明实施例提供一种电池片,所述电池片的至少一侧的边缘具有弧形齿状结构,所述弧形齿状结构由激光光斑连续烧蚀形成;
32.所述弧形齿状结构包括连续间隔设置的多个弧形齿槽,相邻两个所述弧形齿槽所对应的两个圆弧所在圆的圆心距不小于预设值。
33.可选地,所述多个弧形齿槽中每个所述弧形齿槽所对应的圆弧的曲率半径均相等。
34.可选地,所述预设值为所述曲率半径的2.0~3.0倍。
35.可选地,所述弧形齿槽对应的弧线的弯曲方向远离所述边缘,所述弧形齿槽沿弯曲方向的深度不小于所述弧线的曲率半径。
36.可选地,所述电池片的边缘包括:裂片层和划片层,所述裂片层与所述划片层层叠设置;所述划片层的边缘具有所述弧形齿状结构。
37.针对在先技术,本发明具备如下优点:
38.本发明实施例中,通过确定用于切割电池片的激光的激光参数及切割平台的平台参数,基于平台参数控制切割平台运行,基于激光参数控制激光对电池片进行切割,使激光在电池片表面切割形成连续的激光烧蚀点,而每个激光烧蚀点与相邻的激光烧蚀点之间存有预设间距。通过控制激光在电池片表面所切割形成的激光烧蚀点之间的间距,可以减少后一个激光光斑对前一个激光光斑所形成的激光烧蚀点周围区域造成二次的烧蚀,能够降低激光光斑对电池片的热损伤,从而降低了对电池片的切割效率损失。
39.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述
中所需要使用的附图作简单地介绍。
41.图1为本发明实施例提供的一种电池片制备方法的流程示意图;
42.图2为本发明实施例提供的激光波形的示意图;
43.图3a为本发明实施例提供的相关技术中的激光波形的示意图;
44.图3b为本发明实施例提供的一种激光波形的示意图;
45.图4为本发明实施例提供的另一种电池片制备方法的流程示意图;
46.图5为本发明实施例提供的相邻两个激光烧蚀点的间距示意图;
47.图6a为本发明实施例提供的相关技术中的电池片表面的光镜图;
48.图6b为本发明实施例提供的相关技术中的电池片断面的光镜图;
49.图7a为本发明实施例提供的一种电池片切割表面的光镜图;
50.图7b为本发明实施例提供的一种电池片断面的光镜图;
51.图8为本发明实施例提供的一种电池片的结构示意图;
52.图9为本发明实施例提供的电池片的俯视图。
具体实施方式
53.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解的是,还可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
54.在对本发明实施例提供的电池片制备方法及电池片进行解释说明之前,先对本发明实施例提供的电池片制备方法的应用场景做具体说明:
55.晶硅异质结电池(简称shj电池)又称本征薄膜异质结电池,中间以n型硅片为衬底,在衬底的两面分别沉积本征层、掺杂层、透明导电膜层(transparent conductive oxide,简称tco)以及印刷电极。相比于传统晶硅电池,晶硅异质结电池具有效率高、结构对称、工艺步骤简单、温度特性好、高开路电压、双面发电率高等特点,近年来已经成为主流太阳能电池技术之一。
56.相关技术中,通过激光切割技术对晶硅异质结电池进行切割,激光切割是一种热分离技术,当激光照射在电池表面时,激光照射的光斑处温度达到硅材料的熔点(1410℃)以上,使所接触的硅材料直接气化或熔融。由于晶硅异质结电池采用低温工艺制成,采用相关技术中的激光切割技术对晶硅异质结电池进行切割,tco膜层和非晶硅膜层在激光切割过程中会受到很大的破坏,导致异质结电池的切割效率损失很大。
57.其中,切割效率损失是指太阳能电池在切割前后光电转换效率的损失,例如,切割前晶硅异质结电池的光电转换效率为23%,切割后晶硅异质结电池的光电转换效率为22.6%,切割效率损失为0.4%。
58.基于上述问题,本发明提供一种电池片制备方法及电池片,以解决由于激光切割温度过高,会对切割区域周围的电池片造成热损伤,导致电池片的切割效率损失很大的问题。
59.图1是本发明实施例提供的一种电池片制备方法,包括:
60.步骤101、将待切割的电池片放置于切割平台。
61.在本发明实施例中,可以采用激光切割设备对电池片的正面或者背面进行切割。其中,电池片的正面是指电池片朝向太阳的一面,电池片的背面是指电池片背离太阳的一面。激光切割设备可以包括:切割平台和激光光源,切割平台用于承载固定待切割的电池片,激光光源用于发射用于切割电池片的激光。
62.将待切割的电池片放置在切割平台上,以对电池片进行固定。具体地,切割平台还可以承载电池片相对于激光光源移动,以使激光光源发射的激光对电池片形成持续的切割,其中激光光源可以包括激光发射器。
63.步骤102、确定用于切割电池片的激光的激光参数,及确定所述切割平台的平台参数。
64.在本发明实施例中,可以开启激光光源的参数设置界面和切割平台的参数设置界面,在激光光源的参数设置界面设置用于切割电池片的激光的激光参数,以及在切割平台的参数设置界面设置切割平台的平台参数。
65.其中,激光的激光参数可以包括:激光波形、激光的光斑直径,平台参数可以包括:电池片的尺寸参数、平台移动速度、真空压力等。当然,具体的激光参数和平台参数可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
66.步骤103、基于所述平台参数控制所述切割平台运行,以及基于所述激光参数控制所述激光对所述电池片进行切割,以在所述电池片上形成连续的激光烧蚀点;其中,相邻两个所述激光烧蚀点之间存有预设间距。
67.在本发明实施例中,根据所确定的激光参数,控制激光光源向切割平台上放置的电池片发射激光,激光投射到电池片的表面会形成激光光斑,在激光光斑的高温作用下,在激光光斑所覆盖的区域烧蚀形成激光烧蚀点。
68.根据设置的平台参数控制切割平台运行,切割平台可以承载电池片相对于激光光源运动,从而激光对电池片表面进行持续的烧蚀,并在电池片表面形成连续的激光烧蚀点。具体地,通过控制切割平台以及激光的运行,使激光在电池片表面切割形成连续的激光烧蚀点,并且,相邻两个激光烧蚀点之间都存有预设间距。
69.如图5所示,相邻两个激光烧蚀点之间的间距为l,可以预先确定该间距的预设值作为预设间距,其中,预设间距可以设置为大于等于零。当然,具体的预设间距可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
70.可以理解的是,利用激光对电池片表面进行切割,激光光源发射的激光投射到电池片的表面形成激光光斑,在激光光斑的高温烧蚀作用下,处于激光光斑覆盖区域的材料会直接产生气化或熔融,从而在激光光斑覆盖区域烧蚀形成激光烧蚀点。通过激光光源与电池片的相对移动,使激光光源发射的激光在电池片表面烧蚀形成连续的多个激光烧蚀点。其中,激光烧蚀点的面积与激光光斑的面积基本相同。
71.需要说明的是,连续的多个激光烧蚀点可以成直线形排布,也可以成曲线形排布,当然,还可以成其它形状的排布,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
72.进一步地,由于激光的高温作用,电池片上激光光斑覆盖区域附近的部分也会受到激光的高温影响,在激光的高温影响下,会对该部分的结构造成热损伤,进而会影响该部分的光电转化效应,造成切割效率损失。
73.需要说明的是,随着激光光源与电池片的相对移动,激光光源所发射的激光在电池片表面会投射连续的激光光斑,在前后两个激光光斑之间存在有重叠区域时,后一个激光光斑会对前一个激光光斑所形成的激光烧蚀点周围区域造成二次的烧蚀,使得电池片单位面积内所接受的激光能量增加,扩大了激光烧蚀点周围受激光高温影响部分的面积,增大了电池片的切割效率损失。
74.而通过设置相邻两个激光烧蚀点之间存有预设间距,也即激光在电池片表面投射的前后两个激光光斑之间存在预设间距,从而可以降低后一个激光光斑对前一个激光烧蚀点周围区域所造成的二次烧蚀,有助于减小电池片的切割效率损失。
75.在本发明实施例中,通过确定用于切割电池片的激光的激光参数及切割平台的平台参数,基于平台参数控制切割平台运行,基于激光参数控制激光对电池片进行切割,使激光在电池片表面切割形成连续的激光烧蚀点,而每个激光烧蚀点与相邻的激光烧蚀点之间存有预设间距。通过控制激光在电池片表面切割形成的激光烧蚀点之间的间距,可以降低后一个激光光斑在烧蚀形成新的激光烧蚀点时,对前一个激光烧蚀点周围区域所造成的二次烧蚀,能够降低激光光斑对电池片的热损伤,从而降低了对电池片的切割效率损失。
76.参考图4,本发明实施例提供了另一种电池片制备方法,具体包括如下步骤:
77.步骤201、将待切割的电池片放置于切割平台。
78.在本发明实施例中,本步骤的具体实施例过程可以参照步骤101执行即可,在此不再赘述。
79.步骤202、确定所述激光的激光波形。
80.在本发明实施例中,可以在激光光源中预先设置多种不同的激光波形,使用时,可以通过激光光源的参数设置设置界面选择需要的激光波形,从而激光光源会发射相应激光波形的激光。如图2所示,激光光源中预设的激光波形可以包括多种,不同激光波形的激光对应不同的激光频率范围和脉冲宽度。
81.进行电池片划片时,通过激光光源的设置界面设置用于切割电池片所需的激光的激光波形。具体地,如图3b所示,可以选择脉冲持续时间相对较短的激光波形,以减小激光对电池片的热辐射损伤。
82.步骤203、在所述激光波形的频率范围内,调整所述激光的激光频率以调整所述激光的光斑直径,使所述光斑直径在预设范围内。
83.在本发明实施例中,在确定了用于切割电池片所需的激光的激光波形后,在该激光波形所对应的频率范围内,对激光的具体激光频率进行调整,以使激光光源向电池片表面发射相应激光频率的激光。
84.通过调整激光的激光频率,可以调整激光投射到电池片表面的激光光斑的光斑直径大小,以使该激光光斑的光斑直径在预设范围内,从而利用激光光斑的烧蚀作用可以在电池片表面形成相应大小的激光烧蚀点。选择不同激光频率的激光对电池片进行切割,以控制所形成的激光烧蚀点的大小,在满足对电池片表面的切割作用的同时,减少激光对激光烧蚀点周围区域的热损伤。
85.步骤204、确定所述切割平台的平台参数。
86.在本发明实施例中,可以开启切割平台的设置界面,在切割平台的设置界面设置切割平台的平台参数。
87.其中,平台参数可以包括:平台移动速度、真空压力等。当然,具体的平台参数可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
88.步骤205、基于所述平台参数控制所述切割平台运行,以及控制所述激光对所述电池片进行切割,以在所述电池片上形成连续的激光烧蚀点;其中,相邻两个所述激光烧蚀点之间存有预设间距。
89.在本发明实施例中,激光投射到电池片表面形成圆形的激光光斑,由于激光的高温烧蚀作用,电池片表面上在激光光斑所覆盖的区域会被烧蚀形成激光烧蚀点,激光烧蚀点形状和尺寸大小与激光光斑的形状和尺寸大小基本相同。
90.通过设置切割平台的平台参数,基于平台参数控制切割平台运行,切割平台承载电池片相对于激光光源移动,从而使激光光源发射的激光在电池片表面投射连续的激光光斑,连续的激光光斑会在电池片表面烧蚀形成连续的激光烧蚀点,控制前后两个激光光斑的间距,使烧蚀形成的连续的激光烧蚀点中相邻两个激光烧蚀点之间存有预设间距。
91.可选地,步骤203中所述调整所述激光的激光频率以调整所述激光的光斑直径之后,还包括:调整所述电池片与激光光源之间的间距,以对所述光斑直径进行修正,其中,所述激光光源用于发射所述激光。
92.在本发明实施例中,待切割的电池片固定在切割平台,激光光源发射的激光投射到电池片的表面形成激光光斑,利用激光光斑的烧蚀作用,实现对电池片的切割。而激光光斑的光斑直径大小会随着激光光源与电池片之间距离的变化而变化,例如,当激光光源与电池片之间距离增大时,激光在电池片在电池片表面投射的激光光斑的光斑直径会随之增大。因此,通过调整电池片与激光光源之间的间距,可以修正投射到电池片表面的激光光斑的光斑直径大小。
93.可选地,步骤201包括:采用真空吸附的方式将所述电池片固定于所述切割平台;
94.在本发明实施例中,切割平台上设置有真空吸附结构,将待切割的电池片放置于切割平台的真空吸附结构上,通过真空吸附结构的真空吸附作用,可以将电池片固定在切割平台上,从而在切割平台移动时,电池片随着切割平台一起移动,可以减小电池片与切割平台之间的相对滑动。采用真空吸附的方式将电池片固定在切割平台上,方便电池片的装卸。
95.进一步地,所述调整所述电池片与激光光源之间的间距,包括:调整所述切割平台对所述电池片的真空吸附压力,以调整所述电池片与所述激光光源之间的间距。
96.在本发明实施例中,可以通过调整切割平台上真空吸附结构对电池片的真空吸附压力,来调整电池片与激光光源之间的距离,实现对投射到电池片表面的激光光斑的光斑直径的调节。
97.可以理解的是,电池片固定在切割平台朝向激光光源的一侧,电池片位于激光光源和切割平台之间,激光光源发射的激光投射到电池片表面形成激光光斑,利用激光光斑的烧蚀作用以对电池片进行切割。具体地,采用真空吸附的方式将电池片固定在切割平台上,可以通过调整切割平台对电池片的真空吸附压力大小,来调整电池片在切割平台上的位置。
98.当增大切割平台对电池片的真空吸附压力,电池片会朝靠近切割平台的方向移动,此时,电池片与激光光源之间的距离增大;反之,降低切割平台对电池片的真空吸附压
力,电池片会朝远离切割平台的方向移动,此时,电池片与激光光源的距离减小。因此,通过调整切割平台对电池片的真空吸附压力,以调整电池片与激光光源之间的距离,从而实现对光斑直径大小的修正,以提高切割精确度。
99.可选地,所述平台参数包括所述切割平台的移动速度,所述移动速度与所述光斑直径正相关。
100.在本发明实施例中,平台参数至少包括:切割平台的移动速度,可以通过控制激光的光斑直径及切割平台的移动速度,调整相邻两个激光烧蚀点的间距。
101.可以理解的是,为了使相邻两个激光烧蚀点之间的距离达到预设间距,移动速度与光斑直径之间成正相关,也即,当激光的光斑直径增加时,则提高切割平台的移动速度,从而保证相邻两个激光烧蚀点之间的距离达到预设间距;反之,当激光的光斑直径减小时,则相应降低切割平台的移动速度,以确保相邻两个激光烧蚀点之间的距离达到预设间距。
102.例如,第一种情况下,待切割的电池片的长度为100mm,设定激光光斑的光斑直径为2mm,相邻两个激光光斑之间预设间距为2mm,那么利用该激光光斑可以在100mm的电池片上形成25个连续的激光烧蚀点。第二种情况下,待切割的电池片的长度仍为100mm,设定光斑直径为1mm,光斑与光斑之间的间距为1mm,那么利用该激光光斑可以在100mm的电池片上形成50个连续的激光烧蚀点。假设激光每秒钟形成1个激光烧蚀点,则对于第一种情况,需要激光运行25s,时间相对较短,在相同的行程下,切割平台的移动速度相对较快;而对于第二种情况,激光需要运行50s,时间相对较长,在相同的行程下,切割平台的移动速度相对较慢。
103.当然,激光的光斑直径和切割平台的移动速度的具体数值可以根据实际需要进行确定,本发明实施例对此不做限制。
104.在本发明实施例中,基于激光波形和激光频率调整光斑直径,使光斑直径在预设范围内,基于平台参数控制切割平台运行,控制激光对电池片表面进行切割,从而使激光在电池片烧蚀形成连续的激光烧蚀点,并使所形成的连续激光烧蚀点中相邻两个激光烧蚀点之间都存有预设间距。控制光斑直径的大小以控制每个激光烧蚀点的大小,从而在满足切割需求的同时,减少激光烧蚀点周围受到热损伤的范围;并且通过控制激光在电池片表面烧蚀形成的激光烧蚀点之间的间距,可以降低后一个激光光斑对前一个激光光斑所形成的激光烧蚀点周围区域造成的二次烧蚀,能够降低激光光斑对电池片的热损伤,从而降低了对电池片的切割效率损失。
105.可选地,所述预设间距为所述光斑直径的0~0.5倍。
106.在本发明实施例中,如图5所示,激光光斑的直径为d,也即激光烧蚀点的直径为d。相邻两个激光光斑之间的间距为l,也即相邻两个激光烧蚀点之间的间距为l。具体地,可以将相邻两个激光光斑之间的预设间距l设置为光斑直径d的0~0.5倍。可选地,预设间距l可以设置为光斑直径d的0倍、0.1倍、0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍等任一数值。
107.可以理解的是,相邻两个激光光斑之间的预设间距是基于光斑直径来确定的。当光斑直径越大时,预设间距越大,较大光斑直径的激光对电池片的切割效果好,容易使电池片顺利切开,但同时激光光斑对电池片的热损伤面积就越大,因此,相应增大预设间距,以减小后一个激光光斑对前一个激光光斑所形成的激光烧蚀点的热损伤。反之,光斑直径越小时,预设间距越小,从而保证电池片能够顺利切开,同时减小激光光斑对电池片的热损
伤。
108.当然,预设间距l与光斑直径d的具体数值,可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
109.可选地,所述光斑直径的预设范围为10-30μm。具体地,光斑直径可以设置为:10μm、15μm、20μm、25μm、30μm等任意数值。
110.可选地,所述激光的脉冲半峰全宽为11~24ns。
111.在本发明实施例中,图3a为相关技术中的激光波形,图3b为本发明实施例的激光波形。图中曲线与横坐标的积分面积为激光在单位时间内的总热量。由图3a和图3b可以看出,本发明实施例中所选用的激光波形对应的单位时间内的总热量,明显小于相关技术中的激光波形所对应的单位时间内的总热量,从而可以减少激光对电池片的持续热损伤。
112.具体地,用于切割电池片的激光的脉冲半峰全宽(full width at half maxima,fwhm)设置为11~24ns。可选地,激光的脉冲半峰全宽可以选用:11ns、12ns、14ns、16ns、19ns、22ns、24ns等任一数值。通过设置激光的脉冲半峰全宽,减小单次激光脉冲的持续时间,以减小该激光脉冲对应的单位时间内的总热量,从而降低单次激光脉冲对电池片表面的热损伤。
113.需要说明的是,用于切割电池片的激光的脉冲半峰全宽的具体数值可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
114.可选地,参考图3b,所述激光的三分之一脉冲宽度f为5~20ns。
115.在本发明实施例中,如图3a和3b所示,图3a示出了相关技术中的激光波形的示意图,图3b示出了本发明实施例提供的激光波形的示意图。其中,x轴表示脉冲时间,y轴表示激光光谱能量,图中曲线为激光光谱能量脉冲时间的函数曲线。
116.激光的三分之一脉冲宽度f指在激光光谱能量曲线上,函数值等于三分之一峰值的前后两个点之间的距离。如图3a和3b中激光光谱曲线中,函数值等于三分之一峰值的两个点分别为m和n点,m点对应的时间为x1,n点对应的时间为x2,m点和n点之间的距离则为激光的三分之一脉冲宽度f。
117.具体地,激光的三分之一脉冲宽度f可以设置为5~20ns,可选地,激光的三分之一脉冲宽度f可以设置为:5ns、7ns、8ns、10ns、11ns、12ns、14ns、16ns、19ns、20ns等任一数值。需要说明的是,用于切割电池片的激光的三分之一脉冲宽度f的具体数值可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
118.可选地,所述激光的激光频率为25-40khz。具体地,激光的激光频率可以设置为:25khz、28khz、30khz、32khz、35khz、27khz、40khz等任意数值。
119.可选地,将切割平台的平台移动速度设置为2000-3000mm/s。具体地,平台移动速度可以设置为:2000mm/s、2300mm/s、2500mm/s、2800mm/s、3000mm/s等任意数值。
120.可选地,将切割平台的真空压力设置为-1.6~-2.5pa。具体地,真空压力可以设置为:-1.6pa、-1.8pa、-2.0pa、-2.2pa、-2.5pa等任意数值。
121.在一些实施例中,设置切割平台的平台参数还包括:设置电池片的尺寸参数,以控制切割平台的移动行程,使激光只对电池片所在位置进行切割,避免激光对切割平台的损伤。例如:可以设置电池片的长度为166mm,电池片的宽度为166mm,电池片的厚度150μm。
122.可选地,激光参数还包括:激光的扫描次数以及单次激光能量,则步骤102中所述
确定激光的激光参数还包括:
123.调整所述扫描次数以及所述单次激光能量,以使所述激光烧蚀点的深度达到预设深度。
124.在本发明实施例中,通过设置激光的扫描次数和激光脉冲的单次激光能量,控制激光对电池片进行切割,以使在电池片上形成的连续激光烧蚀点中,每个激光烧蚀点的深度都达到预设深度。
125.具体地,在对电池片进行切割过程中,激光扫描1次,会在电池片表面形成一定深度的连续激光烧蚀点,然而,经过1次扫描所形成的激光烧蚀点的深度与电池片的总厚度相差很大,无法满足切割要求,从而需要经过多次的激光扫描,以增加激光烧蚀点的深度。
126.激光脉冲的单次激光能量的大小决定了单次激光脉冲所烧蚀形成的激光烧蚀点的深度,以及激光烧蚀点周围受热影响的区域面积大小。激光脉冲的单次激光能量越大,所形成的激光烧蚀点的深度越大,但所形成激光烧蚀点周围受热影响的区域面积越大,对电池片的热损伤就越大。
127.因此,可以通过设置单次激光能量和激光的扫描次数,以满足对电池片的切割需求,同时尽量较小激光对电池片的热损伤。
128.可选地,激光脉冲的单次激光能量可以设置为0.2~0.6w。具体地,单次激光能量可以设置为:0.2w、0.3w、0.4w、0.5w、0.57w、0.6w等任意数值。
129.可选地,激光的扫描次数可以设置为12~16次。具体地,扫描次数可以设置为:12次、13次、14次、15次、16次等任意数值。
130.在一些实施例中,通过降低单次激光能量,增加激光的扫描次数,在满足对电池片的切割需求的同时,降低激光的热辐射能量,从而降低切割效率损失。
131.可选地,激光烧蚀点的预设深度可以设置为电池片厚度的0.4~0.7倍。具体地,预设深度可以设置为电池片厚度的0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍等任意数值。当然,具体的预设深度可以根据实际电池片的厚度尺寸进行确定,本发明实施例对此不做限制。
132.在本发明实施例中,通过设置设置激光的扫描次数以及单次激光能量,以使激光在电池片表面烧蚀形成的连续激光烧蚀点中,每个激光烧蚀点的深度达到预设深度,同时基于电池片的实际厚度设定预设深度,以满足对电池片的切割需求,同时减少激光对电池片上激光烧蚀点周围部分的热损伤,降低切割效率损失。
133.在一些实施例中,选用相关技术中的工艺参数和本发明实施例中的工艺参数对电池片进行切割试验,并对切割后的电池片的切割效率损失进行测试,测试结果如下表1所示:
134.表1
[0135][0136]
在本发明实施例中,如表1所示,对比试验1、对比试验2、对比试验3、对比试验4是采用相关技术中的切割工艺参数对电池片进行切割,样品试验是采用本发明实施例中的切割工艺参数对电池片进行切割。从表1中可以看出,样品试验相比于对比试验1~4,增加了平台移动速度、单次激光能量、扫描次数、光斑间距,降低了激光频率、光斑直径、切割深度,从而降低了切割后电池片的损失效率。其中,激光的光斑间距即为相邻两个激光烧蚀点之间的间距。
[0137]
在一些实施例中,上述步骤103之后,还包括:沿激光烧蚀点对电池片进行掰片,以得到切割后的半片电池片。具体地,通过上述步骤101至步骤103在电池片表面形成连续的激光烧蚀点之后,沿连续的激光烧蚀点对电池片进行掰片,以使电池片沿连续的激光烧蚀点的中心连线位置自然断裂,从而得到两个半片电池片。
[0138]
需要说明的是,对于电池片的具体掰片方法可以参见相关技术,本发明实施例对此不做限制。
[0139]
在一些实施例中,如图6a和7b所示,图6a为相关技术中采用激光切割后的电池片表面的光镜图,从图中可以看出,激光切割形成激光烧蚀点中相邻两个烧蚀点距离很近,前后两个激光烧蚀点有较大的重叠面积,因此,切割后形成了一条连续的凹槽,凹槽的边缘相对平滑,激光热影响区域的宽度较宽,如:宽度为70~80μm,造成的切割效率损失较大。
[0140]
图6b为相关技术中采用激光切割后电池片断面的光镜图,其中,激光从图中右侧射入,图中亮色区域是电池片掰片后形成的断面,位于亮色区域右侧的部分为激光切割区域,从图中可以看出,激光切割后所形成断面是连续的断面。
[0141]
如图7a所示,图7a为本发明实施例提供的采用激光切割后的电池片表面的光镜图,从图中可以看出,激光在电池片表面切割形成间隔的多个激光烧蚀点,相邻两个激光烧蚀点之间存有一定的间距,由于相邻两个激光烧蚀点存有间距,因此,减少了两个激光烧蚀点之间的相互热影响,激光热影响区域的宽度较窄,例如:激光热影响区域的宽度为50~60μm,降低了切割效率损失。
[0142]
图7b为本发明实施例提供的采用激光切割后的电池片断面的光镜图,其中,激光从图中右侧射入,图中亮色区域是电池片掰片后形成的断面,从图中可以看出,在相邻两个激光切割断面之间仍有电池片结构,该部分电池片结构具有光电转换作用,因此,相比于相关技术中切割后的电池片,降低了切割效率损失。
[0143]
本发明实施例中还提供一种电池片,所述电池片的至少一侧的边缘具有弧形齿状
结构121,弧形齿状结构121由激光光斑连续烧蚀形成;弧形齿状结构121包括连续间隔设置的多个弧形齿槽121a,相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧所在圆的圆心距不小于预设值。
[0144]
在本发明实施例中,可以选用上述实施例中的电池片制备方法,使用激光对待切割的电池片表面进行切割,并沿激光烧蚀点进行掰片以得到切割后的电池片,电池片的至少一侧的边缘具有弧形齿状结构121,弧形齿状结构121包括连续间隔设置的多个弧形齿槽121a,由于电池片上的弧形齿槽121a是由激光光斑烧蚀形成,通过设置相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧所在圆的圆心距不小于预设值,从而使电池片边缘的齿状结构部分仍保留有完整的结构,具有光电转换作用,相较于相关技术中切割后的电池片边缘呈平滑状,能够增加电池片的有效受光面积,降低了切割效率损失。
[0145]
可选地,多个弧形齿槽121a中每个弧形齿槽121a所对应的圆弧的曲率半径均相等。在本发明实施例中,通过设置多个弧形齿槽121a中每个弧形齿槽121a所对应的圆弧的曲率半径均相等,使得电池片边缘的弧形齿状结构121分布更均匀,从而提高电池片各区域的光电转换效率均一性。
[0146]
如图9所示,图9中每个弧形齿槽121对应的圆弧均为半圆形,相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧所在圆的圆心距为c,可以设置该圆心距c不小于预设值。
[0147]
可选地,所述预设值为所述曲率半径的2.0~3.0倍。
[0148]
在本发明实施例中,通过设置弧形齿状结构121中相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧所在圆的圆心距,使该圆心距为弧形齿槽121a所对应的圆弧的曲率半径的2.0~3.0倍,也即,相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧之间相切或者存有部分间隙。
[0149]
可以理解的是,由于弧形齿槽121a是由激光光斑在电池表面烧蚀形成,通过设置相邻两个弧形齿槽121a所对应的两个圆弧之间相切或者存有部分间隙,可以减小激光光斑在烧蚀过程中,后一个激光光斑对前一个弧形齿槽121a周围区域的热影响,降低电池片的切割效率损失,提高了电池片的光电转换性能。
[0150]
可选地,如图9所示,弧形齿槽121a对应的弧线的弯曲方向远离所述边缘,弧形齿槽121a沿弯曲方向的深度不小于所述弧线的曲率半径。
[0151]
在本发明实施例中,电池片的至少一个边缘具有弧形齿状结构121,弧形齿状结构121包括连续间隔设置的多个弧形齿槽121a,弧形齿槽121a对应的弧线的弯曲方向远离弧形齿状结构121所在的边缘,弧形齿槽121a沿弯曲方向的深度不小于弧线的曲率半径。从而在相邻两个弧形齿槽121a之间的电池片部分仍保留有完整的结构部分仍保留有完整的结构,相较于相关技术中切割后的电池片边缘呈平滑状,能够增加电池片的有效受光面积,提高电池片的光电转化性能。
[0152]
具体地,电池片边缘的弧形齿状结构121是经过连续的激光光斑烧蚀所形成的,如图9所示,弧形齿状结构121中每个弧形齿槽121a对应的弧线的弯曲方向远离弧形齿状结构121所在的边缘,弧形齿状结构121沿弯曲方向的深度为m,该深度m不小于弧形齿槽121a所对应的弧线的曲率半径。
[0153]
在一些实施例中,所述弧线为半圆形弧形,所述曲率半径为半圆形弧形的半径。
[0154]
可选地,所述电池片的边缘包括:裂片层11和划片层12,裂片层11与划片层12层叠设置;划片层12的边缘具有弧形齿状结构121。
[0155]
在本发明实施例中,电池片的边缘可以包括:裂片层11和划片层12,裂片层11和划片层12层叠设置,划片层12的边缘具有弧形齿状结构,弧形齿状结构121包括连续间隔设置的多个弧形齿槽121a,其中,每个弧形齿槽121a由划片层12远离裂片层11的一侧表面向裂片层11凹陷。
[0156]
需要说明的是,划片层12边缘的弧形齿状结构的具体结构形状和尺寸大小,可以根据实际需要进行设置,本发明实施例对此不做限制。
[0157]
在本发明实施例中,由于切割后的电池片上弧形齿状结构的弧形齿槽位置对应激光光斑烧蚀覆盖的区域,电池片边缘的弧形齿状结构部分仍保留有完整的结构,具有光电转换作用,相较于相关技术中切割后的电池片边缘呈平滑状,能够增加电池片的有效受光面积,降低了切割效率损失。
[0158]
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0159]
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0160]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置、电子设备、计算机可读存储介质及其包含指令的计算机程序产品的实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0161]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,包含在本发明的保护范围内。
再多了解一些

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