Quelle: Trumpf

Quelle: Trumpf

Kleine, kompakte Geräte wie Laser der Trumicro Serie 3000 von Trumpf sind ideal zum Patterning, da sie nicht nur sehr gute Prozessergebnisse liefern, sondern auch Kabelschlepp-tauglich sind und direkt in Anlagen integriert werden können. Dient Glas als Trägersubstrat für die Produktion von CI(G)S-Modulen und -Zellen, wird beim ersten Patterning der Werkstoff Molybdän bearbeitet. Molybdän besitzt einen hohen Siedepunkt, eine gute Wärmeleitung und eine hohe Wärmekapazität, was bei Eintrag von Wärme in die Molybdänschicht zu Rissen und Delamination führt. Da diese Schwachstellen in der Bearbeitung mit Nanosekunden-Laserpulsen nicht zu vermeiden sind, ist der Einsatz dieser Laser im Bearbeitungsergebnis mit Qualitätsverlusten verbunden.

Beim zweiten und dritten Strukturierungsschritt führt ein Wärmeeintrag in das photoaktive Material (CIGS) durch „lange“ Laserpulse zu Kurzschlüssen an der Grenzfläche, da der Halbleiter durch die Verdampfung des Selens zu einer Legierung wird. Eine Lösung bieten hier die Pikosekunden-Laser von Trumpf. Durch ultrakurze Pulse wird das Material abgetragen, ohne dass die Randzone des Prozesses nennenswert erwärmt wird. Die leistungsstarken Pikosekunden-Laser der Trumicro Serie 5000 arbeiten mit Wellenlängen von 1 030 nm für die Strukturierung des Molybdäns sowie 515 nm für die Bearbeitung des photoaktiven Materials und das dritte Patterning. Um Solarmodule vor Korrosion zu schützen, wird das Schichtsystem am Rand auf einer Breite von ca. 1 cm entfernt und in der Regel laminiert. Werkzeug der Wahl bei dieser Applikationen ist der Trumicro 7050, der derart große Formate im Produktionstakt zuverlässig und sicher bearbeiten kann. Er erzeugt Pulse mit einer Dauer von 30 ns bei einer mittleren Leistung von 750 W.

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