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Dünnschichtstrukturierung: Laser-Scriber im Labormaßstab

Laserprozesse aus dem Labor einfach in die Serie übertragen

1. Juni 2012, 14:05 Uhr | Karin Zühlke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Flexibilität

Und flexibel ist der LPKF-Presto allemal: Das Lasersystem kann CIS/CIGS-, CdTe- und aSi/µSi-Beschichtungen bearbeiten. Dazu sind mehrere unterschiedliche Laserquellen gleichzeitig einsetzbar. Bei den Pulslängen kann der Anwender zwischen Nano- und Pikosekunden wählen. Aus der Kombination der unterschiedlichen Konfigurationen ergibt sich ein breites Parameterfeld. »Bisher wurden bereits Laserquellen der Wellenlängen 355 nm (UV), 532 nm (grün) und 1064 nm (IR) gleichzeitig installiert«, so Hüske. Dass die Maschine ein Bearbeitungswerkzeug für das mechanische Strukturieren in den Prozessschritten CIGS P2 und P3 aufnehmen kann, hat LPKF in der Konstruktion berücksichtigt. Insbesondere die Ausstattung des Presto mit einem Pikosekundenlaser mit den Wellenlängen 532 und 1064 nm ermöglicht es, die Prozesse für das CIGS-Laserscribing in P2 und P3 zu entwickeln. Gegenüber dem etablierten mechanischen Strukturieren ermöglicht es die Laserstrukturierung, die tote Zone deutlich zu reduzieren. »Auch für neue CIGS-Schichtaufbauten kann der Anwender so die Laserbearbeitung erproben und qualifizieren«, betont Hüske. Alle ermittelten Parameter lassen sich direkt auf die Allegro-Laser-Scriber, den »großen Bruder« des Presto für die Serienfertigung, übertragen.

Bearbeiten kann der LPKF-Presto Glasstärken von 2 bis 6 mm und Substrate bis 470 x 370 mm. Schnell ist der Labor-Laser mit bis zu 2 m/s obendrein. Strukturiert werden die Schichten von der Schichtseite oder durch das Glas hindurch: Auf beiden Seiten des Glassubstrats sind Absaugdüsen vorgesehen, die bei der Ablation anfallende Materialdämpfe zu einer externen Filteranlage führen. Ein Vision-System erfasst die P1-Strukturen und richtet die nachfolgenden Strukturierungen daran aus. Damit liegen die Scribing-Spuren des Lasers immer eng beieinander, der nicht-aktive Bereich des Solarmoduls – die »Tote Zone« – reduziert sich, und die Modulleistung steigt. »Mit dem LPKF-Presto-LaserScriber lassen sich neue Schichtsysteme, Laserquellen und Prozessparameter schnell und bequem testen, ohne ein Produktionssystem aus der Linie zu nehmen«, erläutert Hüske. »Der Presto ist international verfügbar und hilft bei der Entwicklung neuer Schichtkonzepte und Bearbeitungsprozesse.«

Entwickelt wurde der Presto von der LPKF-Tochter LPKF SolarQuipment. Im Solargeschäft ist LPKF seit 2007 tätig und derzeit ganz gegen den Markttrend besonders erfolgreich. 2011 fuhr der Laserspezialist in diesem Segment das beste Ergebnis seit der Gründung ein. Auch die aktuelle Auftragslage im Solargeschäft ist viel versprechend: Ende vergangenen Jahres hat LPKF für seine Laseranlagen zur Dünnschichtstrukturierung den größten Auftrag der Firmengeschichte gewonnen mit einem Auftragsvolumen von 43 Mio. Euro. LPKF produziert seine Laseranlagen ausschließlich in Deutschland.