苏北人 发表于 2010-8-21 19:54

新型电池制造中激光焊接技术的分析和研究
发布时间:2010-08-20 11:49:02 文章来源:ILS

电池制造业日益成为21世纪制造业中最大的新挑战。虽然全球电池年生产量已达数百亿件,但传统的电池制造技术在电池效果和成本预算方面,已不能满足飞速增长的电池应用范围。我们大多数人已经非常清楚,电池应用在混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及全电动汽车中。虽然电池在汽车行业的应用褒贬不一,但还是阻挡不了人们对这个行业的投资热情。《美国复苏与再投资法案》(ARRA或AR2)中提到,要向那些在美国投资生产电池的公司注入上千万美元的资金。借用美国能源部长朱棣文(Steven Chu)的话说,“这些都是非常有效的投资,未来会带给我们许多倍的回报,主要体现在:创造就业机会,减少对外国石油的依赖,令我们呼吸的空气更加清洁,以及对抗气候变化带来的影响。”

      除了在汽车行业的应用之外,成本经济、具有高性能的电池在电力和替代能源业应用方面也非常有吸引力。广泛安装的住宅电池存储可提供负载级别的电力需求,以及紧急后备电源。这种分布式能源存储解决方案还可以提高电力生产基地的生产效率,抵消部分需求,用来投资、改善一些大型电网基础设施。而且,电能储存有利于充分发挥不稳定的替代能源的优势,比如太阳能和风力发电。此外,经济且高性能的电池技术也将有助于减少电网扩张的成本。

      如今,“高性能和经济性”应该被用来清晰地描述和认可电池在帮助我们解决能源挑战中所扮演的英雄角色。尽管到目前为止进行了大量集中的开发工作,新开发出来的电池技术和以前成熟的旧技术(如用于电筒、照相机和电脑的电池)相比,还稍显稚嫩。因为现在市场上对电池应用的能量储存和电池寿命的要求更高,对电池的重量和成本要求更低,制造过程中的挑战仍在解决中。许多很有前景的电池解决方案只存在于理论上的CAD图形设计中,而这种设计方式已经和现有制造技术所面临的能力和限制相脱节。换而言之,设计人员和生产制造人员之间需要进行更多的沟通!我们将会帮助他们。

      在上述行业应用的众多电池技术中,还没有出现公认的或很明显的获胜者。锂离子、镍金属氢化物、锌空气、钠、硫和许多其它电池化学材料互相竞相,以满足各种应用领域的多种需求。而且对于给定的电池品种,也会有很多不同的产品外形变化,从而可能导致不同的制造方法。新型电池多是圆柱或平面设计。电池单元被堆叠,包装起来,或者阵列起来,使独立的单元被合并为串联和并联的电路。单元和单元之间的连接可能涉及到相似的或不同的金属材料,有两个或两个以上不同的分层。尽管设计存在多样性,但在所有这些电池设计概念中,都有一个共同点不断出现。这项共同的挑战就是需要将越来越薄的各种金属材料以更快的速度连接起来,而这正是激光的应用领域。

      电池通常都包含许多种材料,比如锌、钢、铝、铜、钛、镍等。这些金属可能被制成电极、导线,或仅仅是外壳。他们有可能被或者不被另一种金属或者电池材料覆盖。但是,不管他们由什么组成,基于重量和成本最小化的考虑,它们都应该尽可能地薄。许多新兴的电池设计材料厚度范围在25到250微米之间。焊接这些金属的两个主要的要求包括创造出电流传导路径和/或能够储存电解质,但对于每个电池的设计和应用来说,电池焊接的完整性能规格是独一无二的。导电性、强度、气密性、金属疲劳和耐腐蚀性能是典型的焊接质量评价标准。然后,在所有这些标准都被确定和实现之后,关键的决定因素是其成本是否经济。


         
图1、镀镍钢制薄片的搭焊

      电池焊接设计对制造过程的成功起着关键作用。角焊和对焊往往对设计师来说很有吸引力,但搭焊是目前为止最有可能成功的。搭焊相比于其他两种焊接手段,能提供更多灵活性,这主要得益于其无需实现其它焊接手段所要求的精密节点到梁端的对齐。搭焊同时也为最终的整合任务提供了焊接多层电池组件的可能性(见图1),这一过程有可能涉及到一种或多种材料类型。例如,某种同一类型金属可能需要被精确焊接到另一类型的导体上。可以采用的焊接手段目前已经有许多种,并且还在迅速地发展。


         
图2、混合金属焊接:Cu-Al, Ni-Al, Ni-Ti-Ni

      串联电气连接和巴斯(BUSS)连接通常要求连接非同类的金属。正是在这个领域,激光焊接所特有的高速(100至1000毫米/秒)是其他焊接技术所不能匹敌的。高亮度光纤激光器进一步推动了高速焊接,在焊缝处可实现低热输入和高凝固速度。这种高的冷却速度能有效控制发生在混合金属焊接中的凝固缺陷。最容易产生裂纹的焊缝金属组合是铜与铝,这也恰巧是在锂离子电池中最常用的金属组合之一。高速光纤激光焊接在这一重要的金属焊接工艺中,表现出了无裂纹焊接的特性。其它一些需要用到或不常见的金属组合同样也可以利用激光焊接完成,特别是当凝固速度很高的时候(参见图2)。最后,只要这些焊缝金属组合是能够实现的,其至关重要的一点是评估他们在预期电池应用中的表现能力(尤其是强度、韧性、金属疲劳和耐腐蚀方面)。

苏北人 发表于 2010-8-21 19:55

也许有人会觉得,这种充满吸引力的制造工艺优势和机会的结合一定伴随着负面因素。第一个不利的因素就是这些独一无二的激光焊接应用对电池设计师们来说是比较陌生的。因而,“激光友好”焊接设计并不常常作为首选。另外,如果考虑运用激光焊接技术,那些经常出现的、尚未解决的问题就会浮现出来——焊缝的性能究竟如何?电池行业似乎更愿意快速投入到值得信赖的制造产能上,简单来看,社团方面也没有时间、资源或耐心来评估、研发和实施新兴的替代解决方案。

      有一种公认的、被频繁运用的激光焊接解决方案是基于振镜扫描的激光焊接。这种“远程焊接”技术在广阔的激光焊接世界中并非特别新颖,但在扫描头和激光性能上的改进,正让它越来越受到广泛关注。功率日益增加的高功率光纤激光器发射出几乎完美的光束,现在可以在焊接加工的极限速度内被完全充分利用,而且限制了其他焊接运动系统的加速问题并未对其产生影响。该光束质量还保证了更大的视觉范围、更长的运行时间和更多地入射角,能在许多电池焊接配置中用来同时完成多个焊点的焊接(参见图3)。



图3、振镜扫描激光焊接适用于许多电池配件的制造。


      其他有关高速振镜扫描激光焊接的进步还包括新兴的“飞行光路”焊接技术。在这个案例中,需要达到的广阔的覆盖区域、高焊接速度和非常高的加速度等都能通过精准的同步扫描轴(A, B)和互相垂直的机械运动方向(X, Y)来实现。EWI公司使用了一个标准的Scanlab扫描头和Aerotech公司生产的beta版CNC软件及硬件,开发并证明了这项技术的可行性。这种高性能的激光焊接解决方案(见图4)目前正用于电池焊接以及燃料电池焊接工艺发展带来的挑战中。


         
图4、飞行光路,同步X-Y-A-B振镜扫描焊接

      最后一个激光电池焊接难题是加工的稳定性和质量保证方面。基于激光焊接的高速度和灵活性,制造过程的成功还要依赖于整个系统中其它机械配件的性能,来快速实现良好的焊缝。这是一个非常艰巨的任务,特别是考虑到焊接的小尺寸和高速度,以及在电池生产所需完成的焊缝数量巨大。同时,考虑到在最终电池封装中要求的焊接数量,6西格玛等级的焊接质量还是不够的,需要达到更高的质量水平。对于这些主要挑战(工艺路线和焊接质量保证)的解决,大多是通过高速图像采集和分析来获得。其中的一些方法已经在一些更低速度的激光焊接应用中尝试了,但是需要进一步提高速度和精确性,这也是在电池制造业中充分发挥激光焊接潜力的保证。

      焊接速度、混合金属的性能和质量控制的机会都已经具备了,只欠进一步发展和广泛利用。激光焊接有可能也只能捕捉到这轮新型电池开发热潮中的一小块,但很可能会变成未来大多数电池材料连接应用的主导选择。 (作者:Stan Ream)
         
      本文作者Stan Ream (sream@ewi.org)是美国俄亥俄州哥伦布市EWI公司的激光技术负责人。他也是英文版《Industrial Laser Solutions》杂志国际编辑顾问委员会的成员。

苏北人 发表于 2010-8-21 19:56

浅析当今汽车用激光焊接技术
发布时间:2010-08-18 10:47:19 文章来源:易车网

在汽车厂家的宣传手册中,可能会对车辆采用的焊接技术进行一定描述,其中大众汽车反复强调的激光焊接成为了人们耳熟能详的一种生产技术。这种技术有何神奇之处呢?今天我们就为大家解开这个疑问。



                     可编程式激光焊接技术示意图

  顾名思义,激光焊接也是焊接技术的一种。它采用激光束产生的高温让多块金属融合在一起。目前,此项技术已被广泛应用于汽车制造领域。



激光焊接工作面细节图片

  激光焊接为非接触式焊接,作业过程中不需要对材料进行加压,因此机具的损耗和形变可降至最低。此外,激光束直径可被聚焦在极小的范围内,由此产生的热量也仅对相对较小的材料表面产生影响,因此受热传导所导致的材料变形也被降至最低。



激光焊接技术焊缝均匀,可将异质材料融合在一起

  激光焊接相对于传统焊接技术最大的优势是可对不同材质的金属进行焊接作业,将异质材料结合在一起。对于汽车产业来说,经常需要将不同强度,材质的钢材焊接在一起,激光焊接的这项优势自然成为了汽车制造业选择的理由之一。



激光焊接技术广泛应用于车辆制造领域

  20世纪80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,成为汽车制造业突出的成就之一。德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。

苏北人 发表于 2010-8-21 19:57

激光焊接在船舶制造中的应用前景
发布时间:2010-07-26 11:02:07

在20世纪90年代中期,激光作为一种重工业制造工具用于造船工业。大型舰船制造方法逐渐实现由铆接到焊接的变革,焊接方法、工艺和设备也稳步发展,从早先的气焊、电弧焊,发展到激光焊。造船技术的不断发展,带动了造船材料和船舶设计的重大变化。图1所示为造船工业中三明治夹层板的激光焊接。



                                                                                 图1 造船工业中“三明治”板的激光焊接   

  早期日本的一些船厂就使用激光切割设备获得了准确的切割尺寸和良好的切割质量,并从中受益。1992年,Vosper Thornycroft在欧洲船厂安装了第一台激光切割设备。90年代中、后期,欧洲船厂纷纷安装了用于焊接和切割的成套设备。在美国,Bender 船厂是第一家使用高功率激光切割设备的船厂。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器,在制造成本和质量上取得了巨大进步。2001年,联邦电动船部在其移动实验室安装了4KW的ESAB系统。激光切割设备在Bender的应用,引起了对发展高效激光焊接技术的关注。下面几个图为激光制造技术与系统在欧洲几个船厂的应用实例。



图2 Vosper Thornycroft船厂在欧洲最先使用激光切割设备   



图3 Meyer Werft船厂采用的船板焊接头



图4 Odense船厂采用的Triagon激光焊接头      

  目前世界工业领域都向着低能耗、短流程方向发展,激光制造具有许多传统制造方法无法比拟的优点,世界各国都加大了对发展制造业的重视程度。但与国外相比,我国激光技术达到应用推广的还是不多,还没有发挥出应有的作用。究其原因,首先在于激光制造系统的高成本、高投入;为了更广泛的普及激光制造技术的应用,弥补高投入的问题,需要在充分认识影响激光制造技术应用关键因素的基础上,综合考虑船舶本身需求、激光加工系统的投入等因素,控制成本,寻找最佳加工条件、提高加工效率的方法,最终形成我国新一代激光制造产业链。   

  现代激光制造作为通用的加工手段,其前沿领域之一是应用领域的扩展,激光制造应用技术提出并解决新的问题。重点针对汽车、航空航天运载器、船舶和铁路车辆等运输机械的轻型化、冶金工业和循环经济的发展趋势,实现激光制造技术在国防和重点工业领域的产业化应用。同时对激光制造系统技术提出新的要求,如激光器小型化、高转换效率与集成化等,光纤激光器和半导体激光器将得到大力发展。推动我国激光制造技术向着效率更高、能耗更低、流程更短、光束质量更高、性能更好、数字化、智能化程度更高、成本更低的方向发展,改变我国大工业用激光制造装备完全依赖进口的现状。   

  激光技术在船舶制造中的应用又具有其独特性,这跟船舶本身的加工和应用特点以及激光制造系统的特性息息相关。目前铝合金材料逐渐成为运输机械制造的关键材料,全铝结构船显示出良好的发展前景,配合先进的激光制造技术,展示了无限发展潜力。

苏北人 发表于 2010-8-21 20:04

激光打标技术在3C行业中新应用及新工艺
发布时间:2010-08-19 09:42:55 文章来源:激光制造商情

 激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种标记方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的精细加工有特殊的意义。激光打标技术作为一种现代精密加工方法与腐蚀、电火花加工、机械刻划、印刷等传统的加工方法相比具有明显的优势。下面着重介绍几种激光精细镭雕在3C产品表面处理上的新应用、新工艺。

  新应用一:笔记本电脑外壳激光拉丝

  笔记本电脑目前市场增长非常快,竞争也非常激烈,新的加工工艺也不断涌现,其中笔记本外壳激光拉丝是其最新加工工艺的代表。

 

新应用1:笔记本电脑外壳激光拉丝

  通过激光拉丝工艺,既保证了笔记本外壳的坚固度,又能将热量及时排出,加工精细、美观、时尚,将人性化与商务娱乐主题良好结合,更增一分质感,一份尊贵。

  采用激光LSD12E大幅面激光打标机对笔记本电脑外壳拉丝雕花,速度可达1600mm/s,最高速度可达到10000mm/s。14吋笔记本面板复杂雕花填充图形完成雕刻7分钟左右。直接在铝壳、镁铝合金表面、不锈钢外壳上雕花纹:图形美观、边缘整齐,是取代丝印,刀刻的最佳工艺。雕刻后再电镀银,质感油然而出。

  新应用二:CO2振镜雕刻机合金表面破氧

  动态聚集CO2振镜雕刻机在镁合金表面破氧,笔记本散热条破氧,效率高不起火。镭雕精度高,填充方式合理,速度快。

 

新应用2:CO2振镜雕刻机合金表面破氧

  新应用三:键盘透光打标及塑胶配件打标

  笔记本键盘大幅面整版打标免除了多次装夹,保证了打标效率。整版打标时间15S左右即可完成。

 


新应用3:键盘透光打标及塑胶配件打标

  新应用四:手机按键打标

 

新应用4:手机按键打标

  新应用五:手机绝缘垫切割

 

新应用5:手机绝缘垫切割

新应用六:紫外激光打标

  与红外加工不同,紫外微处理从本质上来说不是热处理,而且大多数材料吸收紫外光比吸收红外光更容易。高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键,用这种"冷"光蚀处理技术加工出来的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化。而且,紫外短波长本身的特性对金属和聚合物的机械微处理具有优越性.它可以被聚焦到亚微米数量级的点上,因此可以进行细微部件的加工,即使在不高的脉冲能量水平下,也能得到很高的能量密度,有效地进行材料加工.

  紫外激光器相对红外和绿光激光器对材料的雕刻作用有三点优势:

  1.更多种类的材料对紫外激光有更多的吸收;

  2.紫外光子能量更强,例如1W的紫外激光相当3W的红外激光能量;

  3.可以聚焦成更小的光斑。

  355nm紫外激光波长短,聚焦光斑更小,属于冷加工,热影响小。特别适用于玻璃、高分子材料等物体表面打标,微孔加工(孔径d≤10μm)以及柔性PCB板、LCD、TFT打标、划片切割等。

       

新应用6:紫外激光打标

 激光开发的3W紫外激光器,光束质量好,频率范围宽,稳定性好,可以应用于范围更广的打标和雕刻,可以进行超精细、特殊材料打标,是对打标效果有更高要求的客户首选产品。

  新应用七:激光彩色打标

  激光彩色打标机采用最新光学技术和独特的水温控制系统,使激光功率更强,光束也更稳定。在彩色、透光按键等方面更具优势。彩色打标适用于各种金属,模具,塑胶、PVC陶瓷等物体的表面标记。

                

新应用7:激光彩色打标

 激光彩色打标机,被标刻的物体告别了单色,雕刻的物体色彩层次感强,形象栩栩如生,提高了产品的品质,是对传统表面镭雕工艺的革新。

  新应用八:激光深度打标

  激光深度打标目前应用还比较少,主要应用于轴承、工艺品的打黑、打深。相比传统的机械雕刻,激光深度打标的效果更加精细,立体感更强,速度更快,是非常具有市场潜力的新的表面处理工艺。

 

新应用8:激光深度打标

  采用激光20W光纤激光打标机,对铜铝合金进行深度打标,适用于几乎所有金属、陶瓷、塑胶等的打标、打深、打黑。例如对轴承的打黑、打深,该设备是目前市场上性能最优的一款深度激光打标机。

  新应用九:窄脉宽激光打标

  窄脉宽激光器在激光镭雕上有其独特的优势:一是脉宽窄,脉宽一般都在10ns以内;二是峰值功率高,较窄的脉宽使其非常容易获得较高的峰值激光功率。三是体积小,相比传统的激光打标机,窄脉宽激光器可以使激光器体积大大缩小,使得设备集成后大大缩小,减少了对生产场地的占用。四是重复频率可调,重复频率可以在更大范围的10-100KHz内调节,提高了产品加工的适用范围。窄脉宽激光器可以获得更精细的光束质量,获得更好的精细打标效果。



新应用9:窄脉宽激光器

  采用激光1.5W窄脉宽红外激光器或1W窄脉宽绿激光器打标,使得激光器体积大大缩小,10-100kHz,脉宽窄,峰值功率高,频率范围更宽。非常适合在塑料等材料上的精细打标。

苏北人 发表于 2010-8-21 20:09

激光技术在太阳能产业的发展前景
发布时间:2010-08-18 09:36:47 文章来源:ILS

目前,太阳能产业的市场前景与2008年相比差别很大。人们很容易快速地把这个现象与大规模的经济不景气联系到一起。但是,结论别下得太快!的确,今年的设备供应出现了急速下降,但是这主要是由于自2007年起生产线供应商的产能过剩引起的;当时由于燃料扩张的刺激(特别是西班牙),需求远大于供给。由于供需循环在市场的作用,供需转换点早就被预估出来。在2009年初,人们就预计:供给将在一定程度上超过需求。对于一些生产商来说,这限制了其扩大生产和优化利用率的进度。

      由于c-Si面板占了太阳能电池生产的85%-90%,因此,对这些设备供应商的影响是非常迅速的。但是,对于基于激光的设备,并未受到大的影响,而且它的前景相当乐观。对于薄膜设备来说,激光加工方式快速出击;而且该方式在该产业中的利用率较低。

      产能过剩恰巧赶上了2008年底的经济萧条,导致了业界小范围的恐慌。整体地看,双重打击给生产商带来了巨大的打击,因为他们需要资金来购买新的设备或者引进新技术;对薄膜设备的影响与对消费电子的影响相当类似。这明显给那些传统上依赖薄膜扩张的激光供应商带来巨大的打击,也给激光机在该领域的应用带来契机。与此相反,c-Si板的主要生产商停止了产量的扩张,这有利于激光机供应商的发展。最终,新的太阳能生产技术(“高效率”概念)就在随后的扩张中占据了优势。好消息是,激光技术集成于其它几乎所有的高效率设备中。
         
      增长较缓,但仍保持两位数

      尽管产量降低,但是前景仍然可观。唯一的不同是,生产率不会在近两年内稳定在40%-50%。但是该产业仍然是激光设备供应商的首选,原因包括:

      1)2009年设备的增长潜力预计仍为近两位数;
      2)“绿色能源”的新举措(尤其在北美)提供了长期的需求量;
      3)效率的提高以及降低固定/可变的生产成本依然保持优先。

      最后一点给激光机带来巨大的机会——因为激光机不仅是“绿色”工具并能避免不必要的损失,而且功能强大。


         
图1、激光设备在太阳能产业的收益表明,该设备产量与制造商生产容量的扩张齐头并进。

      图1证实了激光设备的收入(从试验生产到全面生产)与太阳能电池产量的扩张同步,它的增长率为其他工业激光部门所羡慕。从绝对的数字来讲,与微电子部门中激光设备的收入相比,总是突出太阳能产业的前景可观。

      具有很高利用率的成熟工业可以通过产量来预计加工需求;然而,激光设备在太阳能产业的需求仍然处在“建立产能”阶段,而不管产品是否真的被生产出来。因此,图1中的收入值有许多是来自试点,特别是薄膜太阳能工业。要想对激光设备的需求准确预计,就必须对采用c-Si和薄膜技术所得的太阳能电池产量有相当的了解。
         
      历史性技术的驱动力

      从1980年代初到1990年代末,在c-Si面板制造中,几乎所有激光设备都以BP-Solar公司为目标地;该公司作为激光器的首批使用者,利用了激光进行边缘分割;此外,它是高效率太阳能电池的倡导者。早期采用激光技术是可行的,这归功于New South Wales大学、Sandia实验室以及欧盟资助项目(“低热太阳能电池”、“浅打印式太阳能电池”)的研究。该研究讨论了激光技术在高效率生产中几乎所有的应用。自2000年以来,激光技术在c-Si生产中的研究已几乎遍布整个欧洲。

      薄膜激光加工的引进过程则较为顺利,因为激光器非常适合于薄膜的图案绘制。当薄膜生产达到顶峰时,激光设备的采用取决于如下几个因素:

      ● First Solar、Kaneka和Unisolar等公司的生产容量扩张计划;

      ● 统包式设备制造商的出现,他们倾向于FPD类的生产线;

      ● 由风投资助的研发和导向型基础设备投资,或者是,主要的c-Si生产商为减少损失而转向薄膜。

      因此,薄膜激光设备的功能性变得有些“规范”,而不是新一代技术。
         
      对效率和产能的要求促使设备更新换代

      产能扩张的减缓,以及新技术的利用率、提高转化效率以及生产线产能,这些为激光设备带来新的需求。


         
图2、据预估,从2010年起,高效率单晶硅太阳能电池(效率>17%)的生产将迅速提高,这就要求业内出现新一代的生产线工艺和加工工具。

除了BP-Solar公司的LGBC太阳能电池外,激光设备主要被用于c-Si生产的边缘分割。激光设备可以防止损失而非提高效率,理所当然地进入了供应链,大量的激光机在该领域内连续24小时工作。生产线大部分是依靠测试加工的流水线,得到效率在13%-16%的太阳能电池,远远低于高效率的概念(>20%)。要达到高效率(>17%)的效果,就要求有不同的电池建构,不同的加工步骤,最重要的是,还要有新的生产设备。虽然,不同的途径都可以实现高效率(如:背向接触、背向连接、选择性发射极、无电式镀法、优化钝化处理),但是,共同的主题都是需要基于激光的设备。图2给出了基于文献数据所得到的高效率电池的预计增长。

      用于薄膜加工的激光设备最近被归类成薄膜技术的一部分,该情况对于激光技术进入供应链相当不利。吸收材料的不同,TCO层的不同,面板的厚度、大小,基底材料的不同,以及生产能力的不同,使得人们对该技术的认识更加模糊不清。是否会有一种设备可以满足每一种a:Si、“非微晶堆叠连接”、CdTe和CIGS材料参数呢?此外薄膜和c-Si材料之间还有一个影响因素,即统包的供应商在其间所扮演的角色。


         
图3、2005-2008年间薄膜生产容量的扩张和基本设备投资的出现,导致了激光刻划设备的大量增长。柱状图的下半部分表示该年的生产量。上面的数字给出了当年的薄膜生产商的数目。利用率的提高会降低新刻划设备的数目,因为已有的生产线将被完全优化。

      因此,通过对激光加工薄膜的设备进行初略分析,让我们看到各种不同的设备类型,每一种都针对一些特定的需要。与c-Si类似的是,基于激光的设备正在经历一次转型,而这个转型并非由于技术的更新换代。相反的,这个转型是2005-2007年间薄膜工业生产过剩以及基本设备资本投入的直接后果;2008年有超过100家薄膜面板生产商。2008年底,薄膜生产线的利用率降至史上最低,总的工业指数在30%(如图3)。激光工具在薄膜工业应用的前景预测存在着许多不定因素,所以要确定该工业的前景如何,现在还为时太早。比较安全的推测是:现有的加工步骤(玻璃切割或者边缘去除过程),在各类薄膜加工中都相同,传统上是由非激光工具来完成的。这里,现有生产容量提供了一个正常的市场范围,免除了资本性支出所带来的影响。图3显示,还需要一段相当的时间,利用率才能达到90%,到那时,薄膜工业才会有更稳定的增长。
         
      结论

      尽管在过去12个月中,有不同事件的冲击,但是在太阳能工业中,激光设备仍有相当的发展潜力。不过,在当前,投资收益有更多的关卡,使得很少部分资本可以用于产能扩张。对于c-Si生产来说,这可能预示着新的激光加工设备将用于高效率的太阳能电池的生产。在薄膜工业领域,设备供应链的短期预估不容乐观,这就要求激光设备供应商采取更谨慎的态度,并且,在可能的情况下,与薄膜工业中倡导技术更新的企业结盟。(作者:Finlay Colville)
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