P1レーザースクライビングプロセスは、ペロブスカイト太陽電池モジュールの製造における最初の重要なステップであり、ガラス基板上の透明導電性酸化物（TCO）層を精密にパターン化します。このステップにより、隣接するセルストリップが電気的に絶縁され、直列接続の基盤が形成されます。レチェン Intelligentのレーザーシステムは、ナノ秒赤外線、ピコ秒緑色、またはピコ秒紫外線レーザーを使用して、下層のガラスを損傷することなくTCO材料をきれいに除去する、非常に高い精度でこのプロセスを実現します。このプロセスには繊細なバランスが求められます。導電層を完全に除去しながら、熱影響部（危険物質）を最小限に抑え、マイクロクラックや基板の損傷を防ぎます。Lechengの技術は、±5μmの直線性公差で20～50μmのスクライブライン幅を実現し、最適な絶縁と最小限のデッドエリアを保証します。軌道追跡システムの能力により、基板の凹凸を補正する適応型パターニングが可能になります。この精度は非常に重要です。なぜなら、残留TCO材料は電気シャントを引き起こし、モジュールの効率と信頼性を低下させる可能性があるからです。
直列相互接続経路の作成
P1工程に続いて、P2およびP3スクライビング工程により、個々のセルストリップ間の直列接続が確立され、モジュール全体に電圧を印加することが可能になります。P2工程では、正孔輸送層（HTL）、ペロブスカイト層、電子輸送層（ETL）をレーザーアブレーションし、下層のTCO層を露出させます。これにより、P3工程で堆積される金属電極がTCO層に接触し、連続した電気経路が形成されます。Lechengのシステムでは、通常、P2/P3工程にピコ秒グリーンレーザーを使用し、危険物質（熱影響部）を1μm未満に抑えながら、層ごとに精密に除去します。ここでの重要な課題は深さの制御です。レーザーはTCO層の厚さの20%未満にダメージを与えながら、機能層を完全に除去する必要があります。次に、P3工程で金属電極、HTL、ペロブスカイト層、ETLを除去し、1つのセルの前面電極を次のセルの背面電極から分離し、直列接続を完了します。Lechengのフォーカスフォローこの技術は、反りのある基板であっても、大型パネル全体にわたって均一なスクライビング深さを確保し、マルチビーム加工（最大24ビーム）により高スループット生産を実現します。P2/P3の適切な実行は、直列抵抗を最小限に抑え、フィルファクターを最大化するために不可欠であり、モジュールの出力に直接影響します。
モジュールの信頼性と寿命の確保
最後のレーザー工程であるP4エッジアイソレーション（またはエッジクリーニング）は、モジュールの信頼性と封止の適合性にとって極めて重要です。このプロセスでは、ガラス基板のエッジからすべての薄膜層（TCO、HTL、ペロブスカイト、ETL、電極）を除去し、適切な封止のためのクリーンな境界を形成します。Lecheng社の自動エッジクリーニングシステムは、高出力ナノ秒赤外線レーザーを用いて、4つのエッジすべてに沿ってフィルムを効率的に除去します。主な目的は、アクティブエリアとモジュールフレーム間の漏電を防ぎ、潜在的な短絡経路を排除し、封止材の強力な接着を確保することです。Lecheng社の装置は、機械式位置決めとビジョンベースの位置決めを組み合わせることで、0.1mmのクリーニング精度を実現し、内蔵のダスト除去システムによってプロセスの清浄度を維持します。P4プロセスは、モジュールの絶縁抵抗と、湿度や熱サイクルなどの環境ストレスへの耐性に直接影響します。Lecheng社の技術は、クリーンで欠陥のないエッジを確保することで、ペロブスカイト太陽電池モジュールの長期安定性と耐候性を向上させ、商用展開における主要な懸念事項に対処します。
P1-P4レーザースクライビングプロセスは、高効率ペロブスカイト太陽電池モジュール製造の基盤です。各工程では、最適な電気性能と長期的な信頼性を確保するために、レーザーパラメータ、深度、位置決めを精密に制御する必要があります。軌道追跡や焦点追従などの機能を備えたLecheng Intelligentの高度なレーザーシステムは、これらの複雑なプロセスを習得するために必要な技術基盤を提供します。ペロブスカイト技術が商業化に向けて進歩するにつれ、精密レーザースクライビングは、太陽光発電における高効率化と低コスト化を実現するための重要な手段であり続けるでしょう。
