一種玻璃基底帶倒角通孔的激光鉆孔方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于非晶硅太陽電池鉆孔領域，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】
[0002]隨著全球能源短缺和環境污染等問題日益突出，太陽能光伏發電因其清潔、安全、便利、高效等特點，已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興產業。而我國太陽能資源十分豐富，適宜太陽能發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價標識的建筑總面積不足4000萬平方米，未來發展綠色建筑空間巨大。
[0003]光伏建筑一體化(BIPV)適合大多數建筑，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提供足夠的面積，不需要另占土地，還能省去光伏系統的支撐結構；太陽能硅電池發電時無轉動部件，無噪聲，對環境不會造成污染；BIPV建筑可自發自用，減少了電力輸送過程的費用和能耗，降低了輸電和分電的投資和維修成本。BIPV系統除可以保證自身建筑內用電外，在一定條件下還可能向電網供電，舒緩了高峰電力需求，具有極大的社會效益；還能杜絕由一般化石燃料發電所帶來的嚴重空氣污染，這對于環保要求更高的今天和未來極為重要。中國發展綠色建筑將有效帶動新型建材、新能源、節能服務等產業發展，有望撬動超過萬億元的綠色市場規模。
[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，但是整個電池板組件的壽命還取決于金屬邊框、支架和電池板內部匯流帶等多個方面；傳統的電池板組件接連方式是匯流帶直接穿過玻璃圓孔(機械或激光加工)連接而成，而圓孔的邊緣相對匯流帶來說比較鋒利，長期接觸、相互摩擦，會導致匯流帶壽命的下降，從而最終影響整個電池板組件的功率，而現有技術對待倒角的通孔鉆孔方式，一般采用激光加工一個完整的通孔，然后再用滾輪進行倒角，其加工工藝復雜，且需要采用不同的加工設備，加工的成本高，同時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。
【發明內容】
[0005]本發明實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，以解決現有的倒角工藝復雜嗎，成本高的問題。
[0006]本發明實施例是這樣實現的，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加工層，從玻璃基底下表面向上逐層加工，每個加工層的加工軌跡為內擺線軌跡；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玻璃基底。
[0007]進一步地，鉆孔的同時，激光的焦點移動到對應的加工層。
[0008]進一步地，采用變倍擴束鏡系統改變焦點的位置，所述變倍擴束鏡系統包括可在軸線上相互移動的凹透鏡和凸透鏡組成的透鏡組。
[0009]進一步地，所述倒角面為弧面。
[0010]進一步地，所述激光的發生器為綠光納秒激光器。
[0011]進一步地，激光的脈寬小于15ns。
[0012]進一步地，激光的功率大于8W。
[0013]進一步地，多個加工之間設有間隔層。
[0014]進一步地，所述內擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
[0015]進一步地，所述激光鉆孔采用的鏡頭為遠心鏡頭。
[0016]本發明實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加工層，并通過從下向上逐漸降低加工直徑的方法實現倒角的加工，且每個加工層的加工軌跡采用內擺線軌跡，降低了激光額頻繁開關光操作，避免了因為激光器的首末脈沖延遲或功率的驟變而造成鉆孔處的爆點或者玻璃的脆裂，同時由于減少開關光操作，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明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發明實施例提供的帶倒角通孔的分層示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020]本發明實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加工層，從玻璃基底10的底部向上逐層加工，每個加工層的加工軌跡為內擺線軌跡；從玻璃基底10底部的加工層開始，每個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玻璃基底。
[0021]所述內擺線為一個動圓內切于一個定圓作無滑動的滾動，動圓圓周上一個定點在滾動時劃出的軌跡。
[0022]由于所述內擺線軌跡為連續的，每個加工層在內擺線軌跡的始末兩點才存在開或關激光操作，大大了節約了加工的時間，同時盡可能的降低了了爆點的風險，使得所鉆的通孔表面光滑。同時，由于采用內擺線軌跡加工方式，使得通孔內壁都能均勻的被加工，其表面更加光滑。
[0023]本實施例中，所述內擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
[0024]如圖1所示，將倒角厚度對應的通孔部分按橫向分成直徑不相同的η個加工層，將無倒角的部通孔分分為直徑相同的m個加工層。
[0025]具體地，根據倒角的角度大小設置不同的切割直徑，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，激光的焦點位置也隨著進行向上調整，保證了玻璃基底的激光鉆孔加工時有足夠的能量；激光焦點不斷上移，直至工件玻璃完全貫穿，通孔內的玻璃部分脫離整個玻璃基底。
[0026]進一步地，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]通過調整倒角處加工層的直徑大小，可以實現不同錐度要求的倒角加工要求，滿足客戶不同匯流帶材質，便于尋求最佳的接觸角度，從而提高使用壽命。
[0028]本實施例中，采用變倍擴束鏡系統(圖未示)改變焦點的位置，使激光的焦點移動到對應的加工層，所述變倍擴束鏡系統包括可在軸線上相互移動的凹透鏡(圖未示)和凸透鏡(圖未示)組成的透鏡組(圖未示)。
[0029]進一步地，所述激光的發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，本實施例優選8-15W。
[0030]進一步地，如圖1所示，多個加工層之間設有間隔層11。由于激光焦點具有一定的焦深，每個加工層之間設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的加工范圍內，在實際操作中，所述間隔層的具體距離根據光斑的實際大小設定。
[0031]進一步地，所述激光的聚焦采用鏡頭為遠心鏡頭，其焦距較小，保證了對于厚度較薄的玻璃基底加工精度。
[0032]本發明實施例通過設置內擺線的加工軌跡，避免了頻繁開關光操作，提高了加工效率，同時降低了爆點和裂紋的產生，提高了成品率。改變了傳統的機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備成本。
[0033]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構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，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
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加工層，從玻璃基底下表面向上逐層加工，每個加工層的加工軌跡為內擺線軌跡；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玻璃基底。
2.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，鉆孔的同時，激光的焦點移動到加工對應的加工層。
3.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，采用變倍擴束鏡系統改變焦點的位置，所述變倍擴束鏡系統包括可在軸線上相互移動的凹透鏡和凸透鏡組成的透鏡組。
4.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述倒角面為弧面。
5.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述激光的發生器為綠光納秒激光器。
6.如權利要求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.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，多個加工之間設有間隔層。
9.如權利要求1所述的激光鉆孔方法，其特征在于，所述內擺線軌跡為三尖瓣線軌跡或四尖瓣線軌跡。
10.如權利要求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心鏡頭O
【專利摘要】本發明適用于非晶硅太陽電池鉆孔領域，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加工層，從玻璃基底底部向上逐層加工，每個加工層的加工軌跡為內擺線軌跡；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玻璃基底。本發明實施例通過將待鉆通孔的倒角部分橫向分成多個加工層，并通過從下向上逐漸降低加工直徑的方法實現倒角的加工，且結合內擺線軌跡加工的方式，降低了激光額頻繁開關光操作，避免了因為激光器的首末脈沖延遲或功率的驟變而造成鉆孔處的爆點或者玻璃的脆裂，同時由于減少開關光操作，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】CN104759759
【申請號】CN201510142601
【發明人】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
【申請人】大族激光科技產業集團股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月28日