सोलर पीवी उद्योग में लेजर स्क्रिबिंग

लेज़र स्क्राइबिंग एलईडी वेफर्स एक चुनौती है क्योंकि विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग के माध्यम से सामग्री अपेक्षाकृत पारदर्शी है। GaN 365 एनएम से नीचे पारदर्शी है, और नीलम 177 एनएम से ऊपर अर्ध-पारदर्शी है। इस प्रकार फ़्रीक्वेंसी ट्रिपल (355 एनएम) और फ़्रीक्वेंसी चौगुनी (266 एनएम) डायोड-पंप सॉलिड स्टेट (DPSS) क्यू-स्विच्ड लेज़र एलईडी स्क्रिबिंग के लिए सबसे अच्छा विकल्प हैं। जबकि इस तरंग दैर्ध्य रेंज में एक्साइमर लेज़र भी उपलब्ध हैं, डीपीएसएस लेज़रों में बहुत छोटे पदचिह्न होते हैं और बहुत कम कट चौड़ाई प्राप्त कर सकते हैं और बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।

माइक्रो-क्रैकिंग और क्रैक प्रोपेगेशन को कम करके, लेजर स्क्रिबिंग एलईडी उपकरणों को अधिक निकट स्थान पर रखने की अनुमति देता है, जिससे उपज और थ्रूपुट दोनों में सुधार होता है। क्योंकि आमतौर पर एक 2 इंच के वेफर पर 20,000 से अधिक असतत एलईडी डिवाइस हो सकते हैं, चौड़ाई में कटौती से उपज पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। डाई सेपरेशन प्रक्रिया के दौरान माइक्रो-क्रैकिंग को कम करना भी एलईडी उपकरणों की दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार के लिए दिखाया गया है। वेफर टूट-फूट को कम करके लेजर स्क्रिबिंग से उपज में सुधार होता है। पारंपरिक मैकेनिकल कटिंग की तुलना में लेजर स्क्राइब और ब्रेक प्रक्रिया की गति भी बहुत तेज है। लेज़रों की व्यापक प्रक्रिया सहिष्णुता और ब्लेड पहनने और टूटने का उन्मूलन कम लागत पर अधिक मजबूत अत्यधिक विश्वसनीय निर्माण प्रक्रिया में अनुवाद करता है।

डायोड-पंप सॉलिड स्टेट (DPSS) लेज़रों ने a-Si पतली फिल्म उपकरणों के निर्माण में अपनी योग्यता साबित की है। Q-स्विच्ड लेज़रों का उपयोग तीन सिद्धांत स्क्राइब प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है - जिन्हें P1, P2 और P3 स्क्रिब के रूप में जाना जाता है - जो बड़े प्लानर डिवाइस को श्रृंखलाबद्ध फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की एक सरणी में अलग करते हैं। स्क्राइब प्रक्रियाओं में ग्लास सब्सट्रेट या अन्य फिल्मों को न्यूनतम संपार्श्विक क्षति के साथ विभिन्न पतली फिल्म (0.2 - 3.0 माइक्रोन विशिष्ट) सामग्री को हटाना शामिल है।

P1 स्क्रिबिंग के लिए, TCO (पारदर्शी संचालन ऑक्साइड) सामग्री की एक पतली फिल्म - आमतौर पर SnO2 - को ग्लास सब्सट्रेट से हटा दिया जाता है, और आमतौर पर 1064 एनएम क्यू-स्विच्ड लेजर के साथ प्राप्त किया जाता है। TCO फिल्म की ऑप्टिकल पारदर्शिता और यांत्रिक कठोरता के कारण इस प्रक्रिया में अपेक्षाकृत उच्च लेजर फ्लुएंस की आवश्यकता होती है। स्पेक्ट्रा-भौतिकी HIPPO™ 1064-27 के साथ, 50 माइक्रोन चौड़े P1 स्क्राइब उद्योग-अग्रणी गति से प्राप्त किए जाते हैं। लेज़र की छोटी पल्स चौड़ाई और असाधारण पल्स-टू-पल्स ऊर्जा स्थिरता 200 kHz PRF (पल्स रिपीटिशन फ़्रीक्वेंसी) पर प्रसंस्करण की अनुमति देती है, जो 8 मीटर/सेकंड की स्क्राइब गति में अनुवाद करती है।

P2 और P3 स्क्राइब आमतौर पर 532 एनएम लेज़रों का उपयोग करते हैं, मुख्यतः क्योंकि प्रकाश सिलिकॉन सौर अवशोषक परत द्वारा दृढ़ता से अवशोषित होता है। P2 स्क्राइब केवल सिलिकॉन लेयर को हटाता है, जबकि P3 स्क्राइब अतिरिक्त बैक कॉन्टैक्ट मेटल/TCO फिल्मों को भी हटाता है। सर्वोत्तम दक्षता वाले स्क्राइब परिणाम प्राप्त करने के लिए एक छोटी पल्स चौड़ाई आवश्यक है। जब उच्च पीआरएफ पर उत्कृष्ट पल्स ऊर्जा स्थिरता के साथ जोड़ा जाता है, तो स्पेक्ट्रा-भौतिकी एचआईपीपीओ 532-15 लेजर सिस्टम 160 किलोहर्ट्ज़ पीआरएफ पर संचालित होने के साथ 12 मीटर/सेकंड की स्क्राइब गति प्राप्त की जाती है।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, सेमीकंडक्टर और एलईडी लाइटिंग उद्योगों में सिरेमिक सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि उनके विद्युत रूप से इन्सुलेट और थर्मली प्रवाहकीय गुणों के साथ-साथ उनकी उच्च तापमान-सेवा क्षमताओं के लिए भी। पारंपरिक मशीनिंग की तुलना में उनकी भंगुरता लेजर प्रसंस्करण को आकर्षक बनाती है, विशेष रूप से उन्नत माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग के लिए आवश्यक तेजी से छोटी और जटिल सुविधाओं के उत्पादन के लिए। सिरेमिक स्क्रिबिंग टैलोन का उपयोग करना देखें।®अतिरिक्त जानकारी के लिए स्पंदित यूवी और ग्रीन लेजर।

टाइमशिफ्ट तकनीक की पल्स स्प्लिटिंग क्षमता का लाभ दिखाने के लिए, हमने एक ही स्क्राइब स्पीड पर लेजर स्क्राइब और विभिन्न फ्लुएंस स्तरों के लिए पीआरएफ तैयार किया। डेटा के दो सेट एकत्र किए गए थे; एक एकल 25 एनएस पल्स के पल्स आउटपुट के साथ, और एक पांच 5 एनएस उप-दालों के फटने के साथ 10 एनएस द्वारा अलग किया गया। स्क्राइब डेप्थ डेटा सिंगल पल्स मशीनिंग पर पल्स स्प्लिटिंग बर्स्ट माइक्रोमशीनिंग का उपयोग करने का स्पष्ट लाभ दिखाता है। फ्लुएंस स्तर के आधार पर 52% और 77% के बीच पृथक गहराई में वृद्धि देखी गई। हमने स्प्लिट पल्स स्क्राइब की गुणवत्ता में भी सुधार देखा। क्वासर के साथ ग्लास कटिंग और सिलिकॉन स्क्रिबिंग एक्सेल देखें®TimeShift™ प्रौद्योगिकी अतिरिक्त जानकारी के लिए।