Исследовательская группа из Хэбэйского научно-технического университета Китая и Центра передовой фотоники RIKEN в Японии разработала новую технологию лазерной микросварки для прозрачных и жестких материалов, ориентированную на применение в инкапсуляции солнечных элементов. Утверждается, что этот процесс, основанный на растворе ионов серебра, позволяет добиться высококачественных соединений.
Исследователи продемонстрировали прочность процесса при инкапсуляции стекла, используя образец, содержащий чип солнечного элемента. Сварная стеклянная инкапсуляция оставалась функциональной под водой.
Сварка стекла со стеклом - один из нескольких методов герметизации краев, используемых при инкапсуляции солнечных фотоэлектрических устройств. Наряду с новыми клеями, она, как полагают, способствует повышению долговечности и снижению стоимости фотоэлектрических модулей. Это также ключевое технологическое направление для повышения эффективности переработки солнечных панелей.
Фемтосекундные лазеры, инфракрасный лазер, излучающий чрезвычайно короткие одиночные лазерные импульсы, в настоящее время широко используются в офтальмологических процедурах, таких как хирургия катаракты.
В статье под названием «Микросварка прозрачной жесткой инкапсуляции солнечных элементов с использованием фемтосекундного лазера для фотохимического восстановления раствора ионов серебра» исследователи отмечают, что высококачественная схема соединения для материалов инкапсуляции фотоэлектрических элементов имеет решающее значение. Предложенный ими раствор ионов серебра обеспечивает промежуточный слой для сварного шва, обеспечивая фемтосекундную лазерную микросварку стекла и разнородных материалов.
Экспериментальные результаты показали, что фотохимически восстановленные нанокластеры серебра в растворе увеличили прочность стекла на сдвиг до 27,36 МПа при низкой плотности входной энергии (2,4 Дж/см²). Исследовательская группа заявила, что раствор ионов серебра не только улучшил эффективность использования энергии, но и подавил образование трещин в сварном шве, повысив применимость жидкостно-слойной лазерной сварки фемтосекундным лазером.
Исследователи также провели сварочные эксперименты на монокристаллическом кремнии и сапфире, материалах, представляющих полупроводники и оптические материалы со значительно различающимися теплофизическими свойствами. «Несмотря на эти различия в свойствах материалов, фемтосекундная лазерная сварка успешно обеспечила гетеропереходные соединения», - заявила команда.
Экспериментальные образцы включали коммерческое кварцевое стекло (20 × 20 × 1 мм), сапфировое стекло (20 × 20 × 1 мм) и монокристаллический кремний (10 × 10 × 0,33 мм). Лазерная система, использованная в экспериментах, представляла собой систему Pharos PH2-20W.
Затем команда проверила герметизирующие свойства инкапсулированного чипа солнечного элемента из кремния. В фотоэлектрическом устройстве использовалась подложка из кварцевого стекла и электроды из проводящей ленты, помещенные в воду. Чтобы облегчить мониторинг электрических сигналов, верхний интерфейс конструкции упаковки был намеренно оставлен несваренным.
Исследователи отметили: «Инкапсулированный чип солнечного элемента сохранял электропроводность при погружении в воду. Это демонстрирует, что процесс лазерной сварки фемтосекундным лазером с использованием раствора ионов серебра может обеспечить высокопрочные соединения и эффективно смягчить воздействие влаги и других экстремальных факторов окружающей среды на производительность солнечных устройств.»
Надежность этого метода была дополнительно подтверждена испытаниями на тепловой удар и герметичность, которые показали, что он соответствует стандарту водонепроницаемости IPX7 и стандартам IEC 60529:2013.
Исследовательская группа из Хэбэйского научно-технического университета Китая и Центра передовой фотоники RIKEN в Японии разработала новую технологию лазерной микросварки для прозрачных и жестких материалов, ориентированную на применение в инкапсуляции солнечных элементов. Утверждается, что этот процесс, основанный на растворе ионов серебра, позволяет добиться высококачественных соединений.
Исследователи продемонстрировали прочность процесса при инкапсуляции стекла, используя образец, содержащий чип солнечного элемента. Сварная стеклянная инкапсуляция оставалась функциональной под водой.
Сварка стекла со стеклом - один из нескольких методов герметизации краев, используемых при инкапсуляции солнечных фотоэлектрических устройств. Наряду с новыми клеями, она, как полагают, способствует повышению долговечности и снижению стоимости фотоэлектрических модулей. Это также ключевое технологическое направление для повышения эффективности переработки солнечных панелей.
Фемтосекундные лазеры, инфракрасный лазер, излучающий чрезвычайно короткие одиночные лазерные импульсы, в настоящее время широко используются в офтальмологических процедурах, таких как хирургия катаракты.
В статье под названием «Микросварка прозрачной жесткой инкапсуляции солнечных элементов с использованием фемтосекундного лазера для фотохимического восстановления раствора ионов серебра» исследователи отмечают, что высококачественная схема соединения для материалов инкапсуляции фотоэлектрических элементов имеет решающее значение. Предложенный ими раствор ионов серебра обеспечивает промежуточный слой для сварного шва, обеспечивая фемтосекундную лазерную микросварку стекла и разнородных материалов.
Экспериментальные результаты показали, что фотохимически восстановленные нанокластеры серебра в растворе увеличили прочность стекла на сдвиг до 27,36 МПа при низкой плотности входной энергии (2,4 Дж/см²). Исследовательская группа заявила, что раствор ионов серебра не только улучшил эффективность использования энергии, но и подавил образование трещин в сварном шве, повысив применимость жидкостно-слойной лазерной сварки фемтосекундным лазером.
Исследователи также провели сварочные эксперименты на монокристаллическом кремнии и сапфире, материалах, представляющих полупроводники и оптические материалы со значительно различающимися теплофизическими свойствами. «Несмотря на эти различия в свойствах материалов, фемтосекундная лазерная сварка успешно обеспечила гетеропереходные соединения», - заявила команда.
Экспериментальные образцы включали коммерческое кварцевое стекло (20 × 20 × 1 мм), сапфировое стекло (20 × 20 × 1 мм) и монокристаллический кремний (10 × 10 × 0,33 мм). Лазерная система, использованная в экспериментах, представляла собой систему Pharos PH2-20W.
Затем команда проверила герметизирующие свойства инкапсулированного чипа солнечного элемента из кремния. В фотоэлектрическом устройстве использовалась подложка из кварцевого стекла и электроды из проводящей ленты, помещенные в воду. Чтобы облегчить мониторинг электрических сигналов, верхний интерфейс конструкции упаковки был намеренно оставлен несваренным.
Исследователи отметили: «Инкапсулированный чип солнечного элемента сохранял электропроводность при погружении в воду. Это демонстрирует, что процесс лазерной сварки фемтосекундным лазером с использованием раствора ионов серебра может обеспечить высокопрочные соединения и эффективно смягчить воздействие влаги и других экстремальных факторов окружающей среды на производительность солнечных устройств.»
Надежность этого метода была дополнительно подтверждена испытаниями на тепловой удар и герметичность, которые показали, что он соответствует стандарту водонепроницаемости IPX7 и стандартам IEC 60529:2013.
