把钙钛矿太阳能电池死区减到最小，赢得最大的效率
钙钛矿材料被誉为“新一代太阳能电池材料”，理论极限能量转化效率高达33%，高于第一代晶硅电池与第二代薄膜电池，而且其制造工艺简单，成本低廉，钙钛矿太阳能电池成为光伏研究领域的前沿课题，研究成果频繁登上国内、外顶级期刊，许多新能源企业早早入场布局，关联产业链更是广受资本的青睐。
在钙钛矿太阳能电池生产过程中，每一个子电池结构中有效发电区越大，死区越小，意味着将太阳能转化成电能的效率就越高。因此在钙钛矿太阳电池生产中常引入激光划线工艺，通过实施精准、高质量的划线，将死区做到最小，实现高效太阳能转换，提升收益。
基于此，纳飞光电与闽都创新实验室任策博士团队合作，开发出一款专门针对钙钛矿太阳能电池加工的皮秒激光器，长时间工作稳定性优于0.5%，并且据有智能脉冲选择，脉冲编辑和脉冲输出同步等功能，使激光器在精准脉冲控制能力方面大幅增强，这些功能和性能的提升将直接提升钙钛矿电池激光加工装备的能力。
钙钛矿太阳电池结构
钙钛矿太阳能电池为多层薄膜结构，根据电子传输层和空穴传输层位置的不同，可分为正向结构和反向结构。如下图所示，正向结构，从透明玻璃基底起始，依次为ITO层、电子传输层（ETL）、钙钛矿层、空穴传输层（HTL）和电极层；反向结构，从透明玻璃基底起始，依次为ITO层、空穴传输层（HTL）、钙钛矿层、电子传输层（ETL）和电极层。阳光从透明玻璃面入射，在钙钛矿层被吸收。
激光划线工艺
钙钛矿太阳能电池的各层薄膜的制备通常使用蒸镀、磁控溅射、悬涂、喷涂等等。并在各工序间穿插刻蚀划线工序，以形成电池的串联结构。划线可以通过化学腐蚀法、光刻掩膜法、机械划线法和激光划线法等实现。激光划线由于可以产生更细的线槽，更小的损伤，逐渐取代其它的方法成为主要的划线手段。
在钙钛矿电池生产过程中，有3步需要进行激光划线，称为P1, P2和P3。以正向结构为例。
P1工艺：在透明玻璃上制作ITO层之后，使用激光分割ITO层。如下图P1工序的示意图所示，不伤及透明玻璃。此步骤形成相互独立的ITO衬底。
P2工艺：在P1工序之后，依次制作电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层，之后使用激光划开上述三层，暴露出ITO层。目的是在下一步金电极蒸镀过程中能够让子电池之间的正负极相互连接。
P3工艺，在P2工序之后，镀金电极，之后使用激光划开金电极层、电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层，不伤及ITO层。这对激光划线的精细控制能力要求比较高。
在这种制作工艺中，钙钛矿太阳能电池存在3条划线，即P1，P2,P3。这3条线所包围的区域是不能用来发电的，因此被称为死区。对于激光划线工艺而言，一个重要的指标就是死区的大小。要想减小死区的大小，不仅要求设备稳定，更是有赖于激光器的稳定性和脉冲控制能力。
纳飞光电与闽都创新实验室任策博士团队合作开发的皮秒激光器光束质量优异，聚焦后光斑直径小，可以进行非常细微线宽的划刻；皮秒激光的超高峰值功率让材料以极快的速度到达等离子态去除，是一个冷加工的过程，超窄的脉宽热影响区小，让划线质量得到了提高。与此同时，激光器的脉冲稳定性和功率稳定性高，进一步提升了划线过程的稳定输出，一致性高，对最大限度减小死区，起到了非常关键的作用。
