一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于非晶硅太陽電池鉆孔領(lǐng)域，尤其涉及一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源短缺和環(huán)境污染等問題日益突出，太陽能光伏發(fā)電因其清潔、安全、便利、高效等特點(diǎn)，已成為世界各國普遍關(guān)注和重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。而我國太陽能資源十分豐富，適宜太陽能發(fā)電的國土面積和建筑物受光面積很大；目前中國帶有綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)的建筑總面積不足4000萬平方米，未來發(fā)展綠色建筑空間巨大。
[0003]光伏建筑一體化(BIPV)適合大多數(shù)建筑，如平屋頂、斜屋頂、幕墻、天棚等等形式都可以安裝。BIPV建筑物能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需要另占土地，還能省去光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)；太陽能硅電池發(fā)電時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，無噪聲，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染；BIPV建筑可自發(fā)自用，減少了電力輸送過程的費(fèi)用和能耗，降低了輸電和分電的投資和維修成本。BIPV系統(tǒng)除可以保證自身建筑內(nèi)用電外，在一定條件下還可能向電網(wǎng)供電，舒緩了高峰電力需求，具有極大的社會(huì)效益；還能杜絕由一般化石燃料發(fā)電所帶來的嚴(yán)重空氣污染，這對(duì)于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要。中國發(fā)展綠色建筑將有效帶動(dòng)新型建材、新能源、節(jié)能服務(wù)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有望撬動(dòng)超過萬億元的綠色市場(chǎng)規(guī)模。
[0004]目前光伏建筑一體化(BIPV)的電池板組件的壽命要求是25年，其中電池的壽命可以滿足要求，但是整個(gè)電池板組件的壽命還取決于金屬邊框、支架和電池板內(nèi)部匯流帶等多個(gè)方面；傳統(tǒng)的電池板組件接連方式是匯流帶直接穿過玻璃圓孔(機(jī)械或激光加工)連接而成，而圓孔的邊緣相對(duì)匯流帶來說比較鋒利，長期接觸、相互摩擦，會(huì)導(dǎo)致匯流帶壽命的下降，從而最終影響整個(gè)電池板組件的功率，而現(xiàn)有技術(shù)對(duì)待倒角的通孔鉆孔方式，一般采用激光加工一個(gè)完整的通孔，然后再用滾輪進(jìn)行倒角，其加工工藝復(fù)雜，且需要采用不同的加工設(shè)備，加工的成本高，同時(shí)滾輪倒角受到倒角的錐度大小影響，不能適用于所有錐度的倒角加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，以解決現(xiàn)有的倒角工藝復(fù)雜嗎，成本高的問題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，將激光待鉆的通孔分為多個(gè)加工層，從玻璃基底下表面向上逐層加工，每個(gè)加工層的加工軌跡為內(nèi)擺線軌跡；從基底底部下表面的加工層開始，位于上方的加工層的直徑不斷減小直到符合倒角的錐度要求后，按照固定的直徑加工直到貫穿整個(gè)玻璃基底。
[0007]進(jìn)一步地，鉆孔的同時(shí)，激光的焦點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的加工層。
[0008]進(jìn)一步地，采用變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)改變焦點(diǎn)的位置，所述變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)包括可在軸線上相互移動(dòng)的凹透鏡和凸透鏡組成的透鏡組。
[0009]進(jìn)一步地，所述倒角面為弧面。
[0010]進(jìn)一步地，所述激光的發(fā)生器為綠光納秒激光器。
[0011]進(jìn)一步地，激光的脈寬小于15ns。
[0012]進(jìn)一步地，激光的功率大于8W。
[0013]進(jìn)一步地，多個(gè)加工之間設(shè)有間隔層。
[0014]進(jìn)一步地，所述內(nèi)擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
[0015]進(jìn)一步地，所述激光鉆孔采用的鏡頭為遠(yuǎn)心鏡頭。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，通過將待鉆通孔的倒角部分橫向分成多個(gè)加工層，并通過從下向上逐漸降低加工直徑的方法實(shí)現(xiàn)倒角的加工，且每個(gè)加工層的加工軌跡采用內(nèi)擺線軌跡，降低了激光額頻繁開關(guān)光操作，避免了因?yàn)榧す馄鞯氖啄┟}沖延遲或功率的驟變而造成鉆孔處的爆點(diǎn)或者玻璃的脆裂，同時(shí)由于減少開關(guān)光操作，大大的提高了激光鉆孔的效率。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的帶倒角通孔的分層示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，將激光待鉆的通孔橫向分為多個(gè)加工層，從玻璃基底10的底部向上逐層加工，每個(gè)加工層的加工軌跡為內(nèi)擺線軌跡；從玻璃基底10底部的加工層開始，每個(gè)加工層的直徑不斷減小，直到符合倒角的錐度要求后，按照固定的直徑加工直到貫穿整個(gè)玻璃基底。
[0021]所述內(nèi)擺線為一個(gè)動(dòng)圓內(nèi)切于一個(gè)定圓作無滑動(dòng)的滾動(dòng)，動(dòng)圓圓周上一個(gè)定點(diǎn)在滾動(dòng)時(shí)劃出的軌跡。
[0022]由于所述內(nèi)擺線軌跡為連續(xù)的，每個(gè)加工層在內(nèi)擺線軌跡的始末兩點(diǎn)才存在開或關(guān)激光操作，大大了節(jié)約了加工的時(shí)間，同時(shí)盡可能的降低了了爆點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，使得所鉆的通孔表面光滑。同時(shí)，由于采用內(nèi)擺線軌跡加工方式，使得通孔內(nèi)壁都能均勻的被加工，其表面更加光滑。
[0023]本實(shí)施例中，所述內(nèi)擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
[0024]如圖1所示，將倒角厚度對(duì)應(yīng)的通孔部分按橫向分成直徑不相同的η個(gè)加工層，將無倒角的部通孔分分為直徑相同的m個(gè)加工層。
[0025]具體地，根據(jù)倒角的角度大小設(shè)置不同的切割直徑，在玻璃基底10的下表面是最大的切割直徑dl，隨著切割高度的變化，切割直徑不斷減小(d2....dn-Ι)，直到切割直徑大小dn與最大的切割直徑dl滿足角度要求后，然后按固定的切割直徑dn切割m個(gè)加工層，直到玻璃基底最終鉆孔完成；鉆孔路徑是從下表面的移動(dòng)到上表面完成鉆孔過程，隨著鉆孔路線的不斷上升，激光的焦點(diǎn)位置也隨著進(jìn)行向上調(diào)整，保證了玻璃基底的激光鉆孔加工時(shí)有足夠的能量；激光焦點(diǎn)不斷上移，直至工件玻璃完全貫穿，通孔內(nèi)的玻璃部分脫離整個(gè)玻璃基底。
[0026]進(jìn)一步地，所述倒角面為弧面。有效的減小了匯流帶與倒角孔的接觸角度，從而減小了加工孔與匯流帶的相互摩擦，保證了匯流帶的使用壽命。
[0027]通過調(diào)整倒角處加工層的直徑大小，可以實(shí)現(xiàn)不同錐度要求的倒角加工要求，滿足客戶不同匯流帶材質(zhì)，便于尋求最佳的接觸角度，從而提高使用壽命。
[0028]本實(shí)施例中，采用變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)(圖未示)改變焦點(diǎn)的位置，使激光的焦點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的加工層，所述變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)包括可在軸線上相互移動(dòng)的凹透鏡(圖未示)和凸透鏡(圖未示)組成的透鏡組(圖未示)。
[0029]進(jìn)一步地，所述激光的發(fā)生器為綠光納秒激光器，激光的波長為532nm，激光的脈寬小于15ns，激光的功率大于8W，本實(shí)施例優(yōu)選8-15W。
[0030]進(jìn)一步地，如圖1所示，多個(gè)加工層之間設(shè)有間隔層11。由于激光焦點(diǎn)具有一定的焦深，每個(gè)加工層之間設(shè)置一定距離的間隔層，使得所述間隔層和加工層都剛好在激光焦點(diǎn)的加工范圍內(nèi)，在實(shí)際操作中，所述間隔層的具體距離根據(jù)光斑的實(shí)際大小設(shè)定。
[0031]進(jìn)一步地，所述激光的聚焦采用鏡頭為遠(yuǎn)心鏡頭，其焦距較小，保證了對(duì)于厚度較薄的玻璃基底加工精度。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例通過設(shè)置內(nèi)擺線的加工軌跡，避免了頻繁開關(guān)光操作，提高了加工效率，同時(shí)降低了爆點(diǎn)和裂紋的產(chǎn)生，提高了成品率。改變了傳統(tǒng)的機(jī)械加工或激光加工后還需要滾輪倒角的工藝，精簡了工藝流程和后期滾輪倒角的設(shè)備成本。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，其特征在于，將激光待鉆的通孔分為多個(gè)加工層，從玻璃基底下表面向上逐層加工，每個(gè)加工層的加工軌跡為內(nèi)擺線軌跡；從基底底部下表面的加工層開始，位于上方的加工層的直徑不斷減小直到符合倒角的錐度要求后，按照固定的直徑加工直到貫穿整個(gè)玻璃基底。
2.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，鉆孔的同時(shí)，激光的焦點(diǎn)移動(dòng)到加工對(duì)應(yīng)的加工層。
3.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，采用變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)改變焦點(diǎn)的位置，所述變倍擴(kuò)束鏡系統(tǒng)包括可在軸線上相互移動(dòng)的凹透鏡和凸透鏡組成的透鏡組。
4.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述倒角面為弧面。
5.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述激光的發(fā)生器為綠光納秒激光器。
6.如權(quán)利要求5所述的激光鉆孔方法，其特征在于，激光的脈寬小于15ns。
7.如權(quán)利要求5所述的激光鉆孔方法，其特征在于，激光的功率大于8W。
8.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，多個(gè)加工之間設(shè)有間隔層。
9.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述內(nèi)擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
10.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述激光鉆孔采用的鏡頭為遠(yuǎn)心鏡頭O
【專利摘要】本發(fā)明適用于非晶硅太陽電池鉆孔領(lǐng)域，提供了一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法，將激光待鉆的通孔分為多個(gè)加工層，從玻璃基底底部向上逐層加工，每個(gè)加工層的加工軌跡為內(nèi)擺線軌跡；從基底底部的加工層開始，加工層的直徑不斷減小直到符合倒角的錐度要求后，按照固定的直徑加工直到貫穿整個(gè)玻璃基底。本發(fā)明實(shí)施例通過將待鉆通孔的倒角部分橫向分成多個(gè)加工層，并通過從下向上逐漸降低加工直徑的方法實(shí)現(xiàn)倒角的加工，且結(jié)合內(nèi)擺線軌跡加工的方式，降低了激光額頻繁開關(guān)光操作，避免了因?yàn)榧す馄鞯氖啄┟}沖延遲或功率的驟變而造成鉆孔處的爆點(diǎn)或者玻璃的脆裂，同時(shí)由于減少開關(guān)光操作，大大的提高了激光鉆孔的效率。
【IPC分類】B23K26-382, B23K26-402, B23K26-70, B23K26-08, B23K26-361
【公開號(hào)】CN104759759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142601
【發(fā)明人】王振華, 鄭付成, 黃秋香, 謝建, 黃東海, 樂安新, 張峻誠, 陶尚輝, 高云峰
【申請(qǐng)人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月28日