本發(fā)明涉及激光劃刻相關(guān)，尤其涉及一種多路分光激光劃刻設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)在近幾年得到了迅速發(fā)展，作為第三代新型太陽(yáng)能電池，效率提升速度快且潛力大。鈣鈦礦工藝流程包括薄膜制備、激光劃刻、封裝三個(gè)環(huán)節(jié)。

2、激光劃刻在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的作用是通過(guò)多道激光刻蝕，構(gòu)建鈣鈦礦電池中的電路結(jié)構(gòu)，把多個(gè)鈣鈦礦電池串聯(lián)成組件，阻斷導(dǎo)通，從而形成單獨(dú)的模塊。串行互連結(jié)構(gòu)限制了太陽(yáng)能電池的輸出電流并增加了輸出電壓，減少電流損失。

3、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池尺寸的增大，對(duì)激光劃刻速度提出高要求，現(xiàn)有的薄膜太陽(yáng)能電池激光劃刻技術(shù)的缺陷是：在激光劃刻時(shí)，需要激光頭在太陽(yáng)能電池基板上快速劃過(guò)。劃刻加工時(shí)間：?jiǎn)温穭澘虝r(shí)間*子電池?cái)?shù)目-1。且每個(gè)子電池中都存在p1、p2、p3線，進(jìn)一步對(duì)激光劃刻速度提出高要求。以1200mm*600mm鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為例，其子電池寬度若為5mm，激光劃刻劃線總數(shù)目在300條以上。這就使得太陽(yáng)能電池基板產(chǎn)能難以進(jìn)一步提高，工作效率比較低。

4、1、經(jīng)過(guò)海量檢索，發(fā)現(xiàn)中國(guó)專利公告號(hào)為cn118438043a，公開(kāi)了一種薄膜太陽(yáng)能電池激光劃線裝置及激光劃線方法，激光劃線裝置，包括光學(xué)系統(tǒng)和基片工作臺(tái)，光學(xué)系統(tǒng)包括依次放置的激光器、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、多個(gè)偏振分光棱鏡、多個(gè)聚焦鏡和多個(gè)全反射鏡；基片工作臺(tái)用于將待劃線的膜層設(shè)置在所述聚焦鏡下方；其中，每個(gè)所述偏振分光棱鏡用于將一束激光分為傳播方向互相垂直的兩束激光，分出的其中一束激光進(jìn)入相鄰的偏振分光棱鏡，另一束激光經(jīng)過(guò)所述聚焦鏡后對(duì)所述膜層進(jìn)行劃線；每個(gè)聚焦鏡的輸出光路上設(shè)置一全反射鏡，所述全反射鏡位于所述膜層下方，所述全反射鏡用于將透過(guò)所述膜層的激光反射到相鄰劃線位置。本技術(shù)的每個(gè)劃線區(qū)域都有上下兩束光同時(shí)作用，提高了激光劃線效率。

5、現(xiàn)有的方法在激光劃線刻蝕過(guò)程中，激光能量可能會(huì)超出蝕刻閾值，對(duì)非刻劃膜層產(chǎn)生影響，為了減少這種現(xiàn)象，可采用多次、小能量進(jìn)行刻劃，但多次刻劃使得激光劃刻效率不高。該專利通過(guò)全反射鏡，所述全反射鏡位于所述膜層下方，所述全反射鏡用于將透過(guò)所述膜層的激光反射到相鄰劃線位置。該方案中下方通過(guò)全反射鏡，將該分路劃線后的光路反射至下一光路，提高能量利用效率。其缺點(diǎn)在于，通過(guò)全反射鏡反射下方光路，由于光路傾斜，光斑會(huì)由原來(lái)的圓形變成橢圓形，當(dāng)光斑形狀發(fā)生變化時(shí)，激光能量分布會(huì)不均勻，線寬、脈沖重疊率會(huì)有所變化，會(huì)使其下一路劃線質(zhì)量大大下降。且當(dāng)薄膜電池的材料，膜厚發(fā)生變化后，其光路在經(jīng)過(guò)薄膜電池至下方全反射鏡，功率不可控，即反射光路依然功率不可控，會(huì)使其劃線質(zhì)量大大下降。

6、根據(jù)圖10可以看出，當(dāng)光斑形狀發(fā)生變化時(shí)，激光能量分布會(huì)不均勻，導(dǎo)致劃線深度不一，在圖10中上方三條為光斑不均勻光斑，最下方為均勻光斑。

7、2、經(jīng)過(guò)海量檢索，發(fā)現(xiàn)中國(guó)專利公告號(hào)為cn117283146a，公開(kāi)了一種沿y軸劃刻激光設(shè)備，其包括模組架、安裝在模組架頂部的激光器、安裝在模組架一側(cè)并可沿y軸往返移動(dòng)的安裝架、安裝在所述安裝架上的分光劃刻裝置；所述分光模塊接收所述激光器發(fā)出的光束并沿y軸進(jìn)行激光劃刻；本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)直接驅(qū)動(dòng)大而重的太陽(yáng)能電池基板，只需要通過(guò)移動(dòng)輕巧的激光分光劃刻裝置，使加工更加穩(wěn)定和精確；通過(guò)增加偏振分束鏡和波片，增加激光劃線裝置，將固定的激光功率平均分到各個(gè)激光劃線裝置上，可以實(shí)現(xiàn)多處同步加工，極大的提高了加工效率。

8、根據(jù)圖11可以看出，該方案通過(guò)衍射光學(xué)元件(doe)進(jìn)行分光，但是通過(guò)衍射分光會(huì)導(dǎo)致每束光的光斑質(zhì)量不同，且單束光能量不可調(diào)。即doe分光外側(cè)和中間光斑質(zhì)量有差異(形狀和能量分布)。

9、有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種多路分光激光劃刻設(shè)備和方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述其中任一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種多路分光激光劃刻設(shè)備和方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明目的之一：

4、一種多路分光激光劃刻設(shè)備，包括入射分光單元和出射分光單元；

5、入射分光單元從左往右依次包括第一入射分光模組和第二入射分光模組，兩組入射激光分別進(jìn)入第一入射分光模組和第二入射分光模組內(nèi)，第一入射分光模組的前后兩側(cè)均包括若干個(gè)沿著前后方向分布的第一偏振反射棱鏡，第二入射分光模組的前后兩側(cè)均包括若干個(gè)沿著前后方向分布的第二偏振反射棱鏡；

6、出射分光單元從左往右依次包括第二出射平移反射棱鏡單元、第一出射平移反射棱鏡單元和出射導(dǎo)出反射棱鏡組，第二出射平移反射棱鏡單元和第一出射平移反射棱鏡單元均可在前后方向上自由移動(dòng)；

7、第二出射平移反射棱鏡單元從后往前依次包括后第二出射平移反射棱鏡模組和前第二出射平移反射棱鏡模組，在后第二出射平移反射棱鏡模組和前第二出射平移反射棱鏡模組的外側(cè)均設(shè)置有第二入射反射棱鏡模組，在前端的第二入射反射棱鏡模組的后側(cè)固定設(shè)置有出射基準(zhǔn)反射棱鏡，后第二出射平移反射棱鏡模組和前第二出射平移反射棱鏡模組均沿著左右方向交錯(cuò)的包括有若干個(gè)第二出射平移反射棱鏡，若干個(gè)第二出射平移反射棱鏡均可在前后方向上自由移動(dòng)，第二入射反射棱鏡模組包括若干個(gè)與上述的出射基準(zhǔn)反射棱鏡或第二出射平移反射棱鏡相適配的第二入射反射棱鏡；

8、第一出射平移反射棱鏡單元從后往前依次包括后第一出射平移反射棱鏡模組和前第一出射平移反射棱鏡模組，在后第一出射平移反射棱鏡模組和前第一出射平移反射棱鏡模組的外側(cè)均設(shè)置有第一入射反射棱鏡模組，后第一出射平移反射棱鏡模組和前第一出射平移反射棱鏡模組均沿著左右方向交錯(cuò)的包括有若干個(gè)第一出射平移反射棱鏡組，若干個(gè)第一出射平移反射棱鏡組均可在前后方向上自由移動(dòng)，第一入射反射棱鏡模組包括若干個(gè)與上述的第一出射平移反射棱鏡組相適配的第一入射反射棱鏡；

9、且第二偏振反射棱鏡與第二入射反射棱鏡相適配，第一偏振反射棱鏡與第一入射反射棱鏡相適配。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，后第二出射平移反射棱鏡模組和前第二出射平移反射棱鏡模組之間呈現(xiàn)八字形結(jié)構(gòu)分布，且兩個(gè)第二入射反射棱鏡模組之間呈現(xiàn)八字形結(jié)構(gòu)分布；后第一出射平移反射棱鏡模組和前第一出射平移反射棱鏡模組之間呈現(xiàn)八字形結(jié)構(gòu)分布，且兩個(gè)第一入射反射棱鏡模組之間呈現(xiàn)八字形結(jié)構(gòu)分布。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，后第二出射平移反射棱鏡模組和前第二出射平移反射棱鏡模組均沿著左右方向交錯(cuò)的包括有四個(gè)第二出射平移反射棱鏡，在后端的第二入射反射棱鏡模組包括有四個(gè)第二入射反射棱鏡，在前端的第二入射反射棱鏡模組包括有三個(gè)第二入射反射棱鏡，第二偏振反射棱鏡的數(shù)量為四個(gè)；后第一出射平移反射棱鏡模組和前第一出射平移反射棱鏡模組均沿著左右方向交錯(cuò)的包括有四個(gè)第一出射平移反射棱鏡組，兩個(gè)第一入射反射棱鏡模組均包括有四個(gè)第一入射反射棱鏡，第一偏振反射棱鏡的數(shù)量為四個(gè)。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，出射導(dǎo)出反射棱鏡組包括下出射反射棱鏡、上出射反射棱鏡和前出射反射棱鏡，下出射反射棱鏡位于上出射反射棱鏡的正下方，前出射反射棱鏡位于上出射反射棱鏡的正前方，前出射反射棱鏡位于出射口的正下方，出射激光依次經(jīng)過(guò)下出射反射棱鏡、上出射反射棱鏡和前出射反射棱鏡后再經(jīng)由出射口發(fā)射出去。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一出射平移反射棱鏡組從下往上依次包括相互適配的下第一出射平移反射棱鏡和上第一出射平移反射棱鏡，下第一出射平移反射棱鏡與外側(cè)的第一入射反射棱鏡相適配，上第一出射平移反射棱鏡與出射導(dǎo)出反射棱鏡組相適配。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在相鄰的第一偏振反射棱鏡或第二偏振反射棱鏡之間安裝有四分之一波片；在第二出射平移反射棱鏡或第一出射平移反射棱鏡組的一側(cè)均設(shè)置有平凸透鏡，且平凸透鏡隨著第二出射平移反射棱鏡或第一出射平移反射棱鏡組一起移動(dòng)。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括與上述的出射分光單元相適配的高速視覺(jué)相機(jī)和激光間距檢測(cè)器。

16、本發(fā)明目的之二：

17、一種多路分光激光劃刻方法，包括以下步驟：

18、步驟s1、兩組入射激光分別進(jìn)入到第一入射分光模組和第二入射分光模組內(nèi)；

19、步驟s2、第一組入射激光進(jìn)入到第一入射分光模組內(nèi)后經(jīng)由若干個(gè)第一偏振反射棱鏡后進(jìn)入到入射口，再依次經(jīng)由第一入射反射棱鏡、第一出射平移反射棱鏡組和出射導(dǎo)出反射棱鏡組，最終通過(guò)出射口形成出射激光；

20、步驟s3、第二組入射激光進(jìn)入到第二入射分光模組內(nèi)后經(jīng)由若干個(gè)第二偏振反射棱鏡后進(jìn)入到入射口，再依次經(jīng)由第二入射反射棱鏡或出射基準(zhǔn)反射棱鏡、第二出射平移反射棱鏡和出射導(dǎo)出反射棱鏡組，最終通過(guò)出射口形成出射激光。

21、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s2或步驟s3中，通過(guò)若干個(gè)第二出射平移反射棱鏡和若干個(gè)第一出射平移反射棱鏡組在前后方向上的獨(dú)立移動(dòng)，對(duì)相鄰的光路之間的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)，并搭配激光間距檢測(cè)器進(jìn)行激光間距檢測(cè)處理。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s2或步驟s3中，通過(guò)第二出射平移反射棱鏡單元和第一出射平移反射棱鏡單元在前后方向上的移動(dòng)，并搭配高速視覺(jué)相機(jī)進(jìn)行激光追跡處理。

23、借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

24、本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有分光光路設(shè)計(jì)，提升了劃線效率與準(zhǔn)確率，其擁有軌跡追蹤和自動(dòng)調(diào)焦的功能，軌跡追蹤可有效解決現(xiàn)有分光劃線系統(tǒng)中劃線的準(zhǔn)確性，保證產(chǎn)品加工良率。

25、本發(fā)明可兼容1～14mm多種寬度子電池劃線，適用于多種產(chǎn)品。

26、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下為本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明。