Laser-Direkt-Strukturierung von Solarzellen

Die LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH aus Dortmund hat den „Gaussian-to-TopHat Converter“ mit integrierter Scan-Technik zu einem geschlossenen Modul mit komplettem „optischen Kern“ weiterentwickelt, welches sich speziell zum Strukturieren von Sechs-Zoll-Solarwafern eignet.
 
„Es ging uns um eine Komplettlösung für Anwender aus der Photovoltaik“, erklärt Dr. Oliver Homburg, Director for Advanced Optical Solutions bei  LIMO. Das g2T-Scan System vereint die Vorteile zweier verschiedener optischer Konzepte: Es verwandelt Gaußstrahlen in homogene „TopHat"-Profile, die statt der sonst typischen Sägezahn-Muster für hochpräzise Gräben mit sehr glatten Kanten sorgen. Integrierte Galvo-Spiegel und ein speziell angepasstes F-Theta-Objektiv ermöglichen zudem das schnelle und präzise Scannen. Das System wurde speziell für die Laser-Direkt-Strukturierung von Materialien mit Single-Mode-Lasern (532 nm) ausgelegt. Es eignet sich dank des 160 mal 160 mm² großen Scanfelds in erster Linie für die Solartechnologie.
 
Erste Erfolge des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg bei der Anwendung dieser Technologie beflügelten das Dortmunder Unternehmen zur Weiterentwicklung. Das neue System erhielt einen kompletten „optischen Kern“, den LIMO justiert und vormontiert liefert. Der Kunde kann das Modul bei Bedarf mit optionaler Steuereinheit in seine Anlage integrieren. Das System zeichnet sich auch dadurch aus, dass es mit deutlich erhöhter Prozessstabilität arbeitet. Auf diese Eigenschaft und seine Fähigkeit zum inline-fähigen Upgrade (Integration in bestehende Prozesse) legen Photovoltaik-Hersteller besonderen Wert.
 
Bei einer Spotgröße von 75 mal 75 µm² stieg die Scangeschwindigkeit auf jetzt über 20 m/s. „Solarzellen lassen sich nun noch präziser, schneller und damit auch kostengünstiger als bisher bearbeiten“, sagt Dr. Homburg. „Das System eignet sich besonders zum lokalen Strukturieren des Materials. Entscheidend dafür sind Scangeschwindigkeit, Homogenität der geschriebenen Linien und die Flexibilität, das Zelldesign frei zu programmieren und schnell zu ändern.“ LIMO präsentierte das g2T-Scan System Mitte Mai auf der LASER World of PHOTONICS in München.

Kontakt: Dr. Oliver Homburg, LIMO
o.homburg@limo.de