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植物通過光合作用獲取太陽能源從而生機(jī)勃勃，人類通過進(jìn)食獲取生存能源。伴隨著人類對(duì)科學(xué)世界觀的認(rèn)知，人類的精神、物質(zhì)生活越來越豐富，對(duì)附加產(chǎn)品的需求越來越高，而根據(jù)能量守恒定律，人類消耗的能源都是在地球資源中獲取，尤其是對(duì)天然氣、煤炭、原油的不可再生資源需求高，而這三種資源屬于不可再生資源，資源告急，成為制約人類發(fā)展的瓶頸，因此發(fā)展一種可再生的清潔能源成為熱點(diǎn)話題，光伏太陽能的技術(shù)發(fā)展也成為重點(diǎn)突破口，光伏太陽能電池正是在這樣的檔口中應(yīng)運(yùn)而生。

太陽能電池板

顧名思義光伏太陽能電池是利用太陽光能，通過光電效應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)的方式，將光能轉(zhuǎn)換成電能，并加以存儲(chǔ)利用的技術(shù)。其原理是太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下，光生空穴流向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就產(chǎn)生電流。

光伏太陽能電池經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展逐漸從原理技術(shù)走向商業(yè)應(yīng)用，經(jīng)歷了諸多階段，截至今日，光伏太陽能電池按照材料劃分已經(jīng)有硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、塑料太陽能電池等，其中硅太陽能電池是發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

單晶硅太陽能電池片

而隨著人類對(duì)地球環(huán)境以及資源提取的認(rèn)知越來越深，傳統(tǒng)的光伏太陽能電池存在環(huán)境污染、資源消耗過重等問題，有一些材料如碲化鎘材料還含有劇毒，需要開發(fā)新一代的高效太陽能光伏電池，需要具備條件是對(duì)環(huán)境污染小、消耗資源比例小、無毒性，并且從商用價(jià)值角度出發(fā)，需求成本低廉、工藝流程簡單，光電轉(zhuǎn)換效率高、壽命長等特性，對(duì)科研人員提出了更高的要求，也是人類自身拯救自己的一種唯一方式，除非人類掌握的暗物質(zhì)能量。

在這樣的技術(shù)和商業(yè)背景下，新型鈣鈦礦電池從科研人員的研究領(lǐng)域進(jìn)入到普通人的視野中，并在商業(yè)中初步小范圍生產(chǎn)使用。這種鈣鈦礦電池滿足上述中的所有技術(shù)及商業(yè)的基本需求，但從目前的商用及實(shí)驗(yàn)室階段來看，與傳統(tǒng)的硅晶太陽能電池相比在使用壽命以及穩(wěn)定性能、光電轉(zhuǎn)換上仍有待提升，但這并不妨礙鈣鈦礦太陽能電池成為新一代的寵兒，其科研價(jià)值、商業(yè)價(jià)值值得我們期盼，并且這種期盼正在一步步從實(shí)驗(yàn)室走出來，正在商業(yè)化的路上，而有些企業(yè)如杭州遷納光電、湖北萬度光能已成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，開始小規(guī)模生產(chǎn)商用。正是在這種實(shí)驗(yàn)室與初步商用階段中，武漢元祿光電早早的就進(jìn)入到鈣鈦礦電池激光刻蝕機(jī)項(xiàng)目運(yùn)用到當(dāng)中，并跟隨鈣鈦礦電池行業(yè)同步開發(fā)，逐步優(yōu)化產(chǎn)品，并成功運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室以及商用階段當(dāng)中。

鈣鈦礦太陽能電池片

鈣鈦礦電池目前分為玻璃基底和柔性PET柔性基底兩種類型，激光刻蝕、劃線、清洗設(shè)備主要應(yīng)用在p1、p2、p3激光劃線以及p4激光清邊，我將分別對(duì)其進(jìn)行介紹激光刻蝕機(jī)的應(yīng)用，介紹激光劃線的用途和選型。

激光刻蝕機(jī)在鈣鈦礦電池中的主要用途為p1p2p3劃線，其目的是為了分割電池區(qū)域，形成串聯(lián)電池，增大電壓，其中需要特別注意的是控制激光劃線的線寬，從而減少死區(qū)面積，增大電池有效使用面積，并在對(duì)下一層激光刻蝕的同時(shí)保證不傷及上一層級(jí)，這是由于通過激光劃線方式使P1和P3層串聯(lián)起來，如果在做P2層激光劃線過程中傷及P1層會(huì)影響其導(dǎo)電性及光電轉(zhuǎn)換效率。P1層通常為透明導(dǎo)電氧化物如氧化鎳、ITO、FTO等材料，P2層為鈣鈦礦層，P3層通常為金屬電極，如金、銀、鋁、銅等材料，詳細(xì)的劃分一般為FTO導(dǎo)電玻璃、TiO2 致密層、TiO2 介孔層、鈣鈦礦層、HTM層、金屬電極。P4激光清邊的意義是在制作鈣鈦礦電池過程中印刷或生長方式涂布的各個(gè)層級(jí)存在誤差，尤其在邊緣區(qū)域的控制難以把控，需要利用激光刻蝕技術(shù)，在邊緣清理出1-10mm的區(qū)域，保證電池各個(gè)層級(jí)的一致性。

目前適用于鈣鈦礦電池激光劃線的激光刻蝕設(shè)備波段分布廣泛，而根據(jù)不同材料的特性脈沖寬度也有較大差異性，某些實(shí)驗(yàn)室單位從成本角度考慮采用納秒紅外或納秒綠光波段制作工藝，而一些實(shí)驗(yàn)性商業(yè)用途則采用超快激光刻蝕機(jī)，如飛秒紅外激光或飛秒綠光激光刻蝕機(jī)等，不一而同，具體的工藝模式，仍需以工藝試樣和預(yù)算為準(zhǔn)。

目前鈣鈦礦電池的最大問題是穩(wěn)定性問題，需要從材料、理論研究等方向持續(xù)努力，我們知道總有一天鈣鈦礦電池的大規(guī)模商用能夠?qū)崿F(xiàn)，但我希望來的這一天越早越好！

轉(zhuǎn)載注明來源：武漢元祿光電hksuowei.com

推薦設(shè)備：鈣鈦礦電池激光刻蝕機(jī)