Con un nuevo tipo de láser, las obleas pueden procesarse entre 10 y 20 veces más rápido que antes. Este es el resultado de un proyecto de investigación del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) de Alemania.
Los investigadores han desarrollado un prototipo capaz de grabar las estructuras más finas de las obleas de silicio mediante ondas UV. El nuevo concepto de sistema permite a los fabricantes de células solares llevar a cabo el procesado por láser a la máxima velocidad sin tener que comprometer el tamaño de la estructura ni el campo de procesado.
Para producir células fotovoltaicas a partir de obleas, éstas deben, entre otras cosas, metalizarse. Durante este paso, se surcan finos canales en la parte superior de las células. La pasta de plata se introduce en los canales y sirve de pista conductora. La velocidad a la que los canales llegan a la oblea es muy importante para que la producción de células reduzca aún más los costes de producción.
El láser presentado por Fraunhofer ISE puede trazar 1800 líneas por segundo. Esto es entre 10 y 20 veces más rápido que el llamado escáner galvanométrico, que suele utilizarse para este fin. El láser tiene una alta frecuencia de repetición de 10 megahercios y una energía de impulso máxima de 5,6 microjulios.
El láser también puede procesar obleas en formato M12 con una longitud lateral de 210 milímetros. Los canales grabados por el láser tienen una anchura de sólo 15 micrómetros. Esto es un 30 por ciento más fino que los actuales láseres de onda ultravioleta que ya se utilizan comercialmente. En comparación con los muy extendidos láseres infrarrojos, los canales del nuevo láser son tres veces más finos. Los canales más finos permiten reducir el uso de pasta de plata y, por tanto, pueden ayudar a reducir aún más los costes de producción.
“Lo especial del diseño del demostrador es que se pueden procesar piezas de trabajo de gran tamaño muy rápidamente y con una estructura de tamaño reducido”, afirma Jale Schneider, director del proyecto en Fraunhofer ISE. “Un campo de imagen grande, procesamiento rápido, estructuras finas: la idea de que sólo se pueden tener dos de estas tres propiedades al mismo tiempo está firmemente anclada en la industria del procesamiento de materiales por láser. Con este sistema, hemos cumplido los tres deseos al mismo tiempo”.
El especialista alemán en láser Edgewave GmbH desarrolló el prototipo. Moewe Optical Solutions construyó un escáner poligonal para el proyecto. En el Fraunhofer ISE, el equipo reunió en un sistema el escáner poligonal, el láser y un eje para el guiado del haz. El grupo quiere ahora buscar nuevos procesos para aumentar el rendimiento.
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