Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Bắc ở Trung Quốc và Trung tâm Quang học tiên tiến RIKEN ở Nhật Bản đã phát triển một công nghệ hàn vi laser mới cho các vật liệu trong suốt và cứng, nhắm đến các ứng dụng trong việc đóng gói pin mặt trời. Quá trình này, dựa trên dung dịch ion bạc, được cho là đạt được các kết nối chất lượng cao.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh sức mạnh của quy trình này trong việc đóng gói bằng kính, sử dụng một mẫu chứa một chip pin mặt trời. Việc đóng gói bằng kính được hàn vẫn hoạt động tốt dưới nước.
Hàn kính vào kính là một trong số các phương pháp niêm phong cạnh được sử dụng trong việc đóng gói thiết bị quang điện mặt trời. Cùng với các chất kết dính mới, nó được cho là góp phần cải thiện độ bền và giảm chi phí của các mô-đun quang điện. Nó cũng là một hướng công nghệ quan trọng để tăng hiệu quả tái chế của các tấm pin mặt trời.
Laser femtosecond, một loại laser hồng ngoại phát ra các xung laser đơn cực ngắn, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các thủ thuật nhãn khoa như phẫu thuật đục thủy tinh thể.
Trong một bài báo có tiêu đề "Hàn vi của việc đóng gói pin mặt trời cứng trong suốt bằng cách sử dụng sự khử quang hóa laser femtosecond của dung dịch ion bạc", các nhà nghiên cứu lưu ý rằng một sơ đồ kết nối chất lượng cao cho các vật liệu đóng gói quang điện là rất quan trọng. Dung dịch ion bạc mà họ đề xuất cung cấp một lớp trung gian cho mối hàn, cho phép hàn vi laser femtosecond của kính và các vật liệu khác nhau.
Kết quả thí nghiệm cho thấy các cụm nano bạc bị khử quang hóa trong dung dịch làm tăng độ bền cắt của kính lên 27,36 MPa ở mật độ năng lượng đầu vào thấp (2,4 J/cm²). Nhóm nghiên cứu cho biết dung dịch ion bạc không chỉ cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn ngăn chặn sự hình thành vết nứt mối hàn, tăng cường khả năng ứng dụng của việc hàn laser femtosecond có hỗ trợ lớp chất lỏng.
Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành các thí nghiệm hàn trên silicon đơn tinh thể và sapphire, các vật liệu đại diện cho vật liệu bán dẫn và vật liệu quang học có các tính chất nhiệt vật lý khác biệt đáng kể. "Mặc dù có những khác biệt này về tính chất vật liệu, việc hàn laser femtosecond đã thành công trong việc đạt được các kết nối dị thể", nhóm nghiên cứu cho biết.
Các mẫu thí nghiệm bao gồm kính silica thương mại (20 × 20 × 1 mm), kính sapphire (20 × 20 × 1 mm) và silicon đơn tinh thể (10 × 10 × 0,33 mm). Hệ thống laser được sử dụng trong các thí nghiệm là hệ thống Pharos PH2-20W.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các đặc tính niêm phong của chip pin mặt trời silicon được đóng gói. Thiết bị quang điện sử dụng một đế kính thạch anh và các điện cực băng dẫn điện, được đặt trong nước. Để tạo điều kiện cho việc theo dõi tín hiệu điện, giao diện trên cùng của cấu trúc đóng gói đã được cố tình để không hàn.
Các nhà nghiên cứu lưu ý, "Chip pin mặt trời được đóng gói vẫn duy trì độ dẫn điện trong khi ngâm trong nước. Điều này chứng minh rằng quy trình hàn laser femtosecond có hỗ trợ dung dịch ion bạc có thể đạt được các kết nối có độ bền cao và giảm thiểu hiệu quả các tác động của độ ẩm và các yếu tố môi trường khắc nghiệt khác đối với hiệu suất của thiết bị năng lượng mặt trời."
Độ tin cậy của phương pháp này đã được xác minh thêm thông qua các thử nghiệm sốc nhiệt và độ kín nước, cho thấy nó đáp ứng xếp hạng chống thấm nước IPX7 và các tiêu chuẩn IEC 60529:2013.
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Bắc ở Trung Quốc và Trung tâm Quang học tiên tiến RIKEN ở Nhật Bản đã phát triển một công nghệ hàn vi laser mới cho các vật liệu trong suốt và cứng, nhắm đến các ứng dụng trong việc đóng gói pin mặt trời. Quá trình này, dựa trên dung dịch ion bạc, được cho là đạt được các kết nối chất lượng cao.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh sức mạnh của quy trình này trong việc đóng gói bằng kính, sử dụng một mẫu chứa một chip pin mặt trời. Việc đóng gói bằng kính được hàn vẫn hoạt động tốt dưới nước.
Hàn kính vào kính là một trong số các phương pháp niêm phong cạnh được sử dụng trong việc đóng gói thiết bị quang điện mặt trời. Cùng với các chất kết dính mới, nó được cho là góp phần cải thiện độ bền và giảm chi phí của các mô-đun quang điện. Nó cũng là một hướng công nghệ quan trọng để tăng hiệu quả tái chế của các tấm pin mặt trời.
Laser femtosecond, một loại laser hồng ngoại phát ra các xung laser đơn cực ngắn, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các thủ thuật nhãn khoa như phẫu thuật đục thủy tinh thể.
Trong một bài báo có tiêu đề "Hàn vi của việc đóng gói pin mặt trời cứng trong suốt bằng cách sử dụng sự khử quang hóa laser femtosecond của dung dịch ion bạc", các nhà nghiên cứu lưu ý rằng một sơ đồ kết nối chất lượng cao cho các vật liệu đóng gói quang điện là rất quan trọng. Dung dịch ion bạc mà họ đề xuất cung cấp một lớp trung gian cho mối hàn, cho phép hàn vi laser femtosecond của kính và các vật liệu khác nhau.
Kết quả thí nghiệm cho thấy các cụm nano bạc bị khử quang hóa trong dung dịch làm tăng độ bền cắt của kính lên 27,36 MPa ở mật độ năng lượng đầu vào thấp (2,4 J/cm²). Nhóm nghiên cứu cho biết dung dịch ion bạc không chỉ cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn ngăn chặn sự hình thành vết nứt mối hàn, tăng cường khả năng ứng dụng của việc hàn laser femtosecond có hỗ trợ lớp chất lỏng.
Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành các thí nghiệm hàn trên silicon đơn tinh thể và sapphire, các vật liệu đại diện cho vật liệu bán dẫn và vật liệu quang học có các tính chất nhiệt vật lý khác biệt đáng kể. "Mặc dù có những khác biệt này về tính chất vật liệu, việc hàn laser femtosecond đã thành công trong việc đạt được các kết nối dị thể", nhóm nghiên cứu cho biết.
Các mẫu thí nghiệm bao gồm kính silica thương mại (20 × 20 × 1 mm), kính sapphire (20 × 20 × 1 mm) và silicon đơn tinh thể (10 × 10 × 0,33 mm). Hệ thống laser được sử dụng trong các thí nghiệm là hệ thống Pharos PH2-20W.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các đặc tính niêm phong của chip pin mặt trời silicon được đóng gói. Thiết bị quang điện sử dụng một đế kính thạch anh và các điện cực băng dẫn điện, được đặt trong nước. Để tạo điều kiện cho việc theo dõi tín hiệu điện, giao diện trên cùng của cấu trúc đóng gói đã được cố tình để không hàn.
Các nhà nghiên cứu lưu ý, "Chip pin mặt trời được đóng gói vẫn duy trì độ dẫn điện trong khi ngâm trong nước. Điều này chứng minh rằng quy trình hàn laser femtosecond có hỗ trợ dung dịch ion bạc có thể đạt được các kết nối có độ bền cao và giảm thiểu hiệu quả các tác động của độ ẩm và các yếu tố môi trường khắc nghiệt khác đối với hiệu suất của thiết bị năng lượng mặt trời."
Độ tin cậy của phương pháp này đã được xác minh thêm thông qua các thử nghiệm sốc nhiệt và độ kín nước, cho thấy nó đáp ứng xếp hạng chống thấm nước IPX7 và các tiêu chuẩn IEC 60529:2013.
