15 – 18 июня в Мюнхене пройдет выставка “Laser 2009″. Исследователи из Института лазерных технологий им.Фраунгофера ( англ. Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) Ахен, Германия продемонстрируют как с помощью лазерной технологии можно усовершенствовать и снизить затраты при производстве солнечных панелей.

На выставке исследователи покажут как лазерная система ITL просверливает более 3,000 отверстий в течение одной секунды. Ученые разработали оптимизированную производственную систему, которая позволяет направлять и фокусировать лазерный луч в определенных точках.

Доктор Арнольд Джильнер (Arnold Gillner), который является главой департамента микротехнологий Института лазерных технологий им.Фраунгофера в Ахене, Германия, пояснил: «На данный момент мы экспериментируем с различными источниками лазерного излучения и оптическими системами. Нашей целью является увеличение количества отверстий до 10,000 за секунду. Такая скорость необходима для сверления 10,000-20,000 отверстий в пластинах в пределах одного рабочего цикла производственных станков.”

Необходимо заметить, что сверление отверстий в силиконовых элементах – это только одно из множества направлений применения лазерных технологий при производстве солнечных панелей, которые находятся сейчас в разработке. Европейский союз работает над реализацией еще подобного проекта, так называемого, Солалис (Солнечные панели нового поколения и Модульные системы лазерной обработки – англ. Solasys, Next Generation Solar Cell and Module Laser Processing Systems). Одна из международных исследовательских групп сейчас работает над технологией, которая позволит оптимизировать производство солнечных панелей в будущем. Институт лазерных технологий в Ахене осуществляет координацию данного проекта, который оценивают в 6 миллионов евро. В данном проекте усилия ученых направлены на различные аспекты производства солнечных панелей, которые помогут минимизировать потери материала и снизить себестоимость производства.

По мнению Джильнера они пытаются разработать такой же процесс как при легировании полупроводников, который позволит удешевить сверление и поверхностное структурирование силикона, соединение пластин и пайку целых модулей. Джильнер придумал новый термин – «селективная пайка лазером». Данный процесс позволяет снизить уровень отклонения и качество лазерного сверления, а это в свою очередь ведет к снижению производственных затрат. При стандартном процессе производства электроды механически вдавливаются в элементы и потом подогреваются в печи. Во время данного процесса силиконовые элементы часто ломаются, что служит первым фактором повышения стоимости производства. В процессе «селективной лазерной пайки» электроды сначала вдавливаются при помощи сжатого воздуха, а потом спаиваются лазером. Это сводит механическое воздействие к нулю и позволяет регулировать температуру. Данная технология повышает качество контактов и снижает уровень отказов.

В двух словах, данная исследовательская группа разрабатывает технологи, которая позволит сделать производство солнечных панелей в будущем быстрее, лучше и дешевле. Как пояснил доктор Арнольд Джильнер (Dr. Arnold Gillner): «Лазер работает быстрее, точнее и без контакта. Другими словами, лазер – идеальный инструмент для производства ломких солнечных панелей. В действительности, лазер уже применяется в производстве, но у нас есть еще много возможностей улучшить этот процесс.»

Какие возможности несут с собой эти маленькие отверстия? Они могут дать свободу альтернативному дизайну. Отверстия размером в 50 микрометров открывают новые возможности производителям солнечных панелей. Как пояснил Джильнер: «Ранее электрические контакты были расположены на верхней части панелей. Отверстия позволят переместить их на тыльную сторону. Сейчас электроды образуют темную сетку, которая оттягивает часть солнечных лучей на себя. При перемещении электродов на тыльную сторону процент поглощения солнечной энергии увеличиться. Цель проекта – увеличить до 20% коэффициент полезного действия источников поглощения солнечных панелей и увеличить на треть количество поглощаемой солнечной энергии по сравнению с обычными силиконовыми элементами.”