Mit dem „Modular Beam Splitting System“ (MBSS) bietet Jenoptik, ein Anbieter von Optik- und Lasertechnologie, Solarzellen- und Lasermaschinenherstellern eine leistungsfähige Alternative zu bestehenden, komplexen optischen Aufbauten für die Laserstrahlführung und -formung. Es ist für die Solarproduktion konzipiert und kombiniert mikrooptische und optische Komponenten zu einer einbaufertigen, prozessstabilen Lösung. Ein leistungsstarker Strahlteiler („Beam Splitter”) sorgt für eine hervorragende Strahlhomogenität über das gesamte Feld und ermöglicht eine zeitsparende, parallele Laserstrukturierung mit gleichbleibend hoher Produktqualität und verbessertem Durchsatz.
„Unser neues Modular Beam Splitting System bietet neue Möglichkeiten für die Solarzellenfertigung. Es ist eine zuverlässige Lösung, um die Anforderungen an Präzision und Effizienz bei der Laserbearbeitung von Solarzellen zu erfüllen“, so Dr. Maria Oliva, Vice President Business Management für den Jenoptik-Bereich Semiconductor & Advanced Manufacturing. „Das MBSS ist ein weiterer Beleg dafür, dass wir innovative Produkte und Technologien entwickeln, die die Produktion bei unseren Kunden effizienter und nachhaltiger gestalten können.“ Jenoptik wird das MBSS vom 24. bis 27. Juni 2025 dem Fachpublikum auf der Messe LASER World of Photonics in München präsentieren, ebenso wie weitere Produkte und Lösungen für die Halbleiterindustrie, Life Science, Medizintechnik und Messtechnik.
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Laserbearbeitung wird schneller und präziser
Für die Herstellung von leistungsstarken Photovoltaik-Elementen mit hohem Wirkungsgrad ist der Prozess der Laserstrukturierung essenziell. Um die erforderliche Spannung zu erreichen und Verluste zu minimieren, müssen Laserstrukturen (Gräben) in den einzelnen Schichten der Solarzellen hochpräzise erzeugt werden, um eine konsistente Zellverschaltung innerhalb des Moduls sicherzustellen. So lässt sich das „Modular Beam Splitting System“ für alle drei Prozessschritte (P1, P2, P3) in der Herstellung von Perowskit-Solarzellen einsetzen. Dort generiert es zuverlässig sehr akkurate Laserlinien mit scharfen Schnittkanten. Dies sorgt nicht nur für eine gleichbleibend hohe Produktqualität und stabile Laserprozesse, sondern ermöglicht es auch, im Design der Solarzellen Linienbreiten zu reduzieren, um so genannte „Dead Areas“ zu verkleinern, in denen keine Energiegewinnung stattfinden kann.
Mit einem Gewicht von unter 10 kg ist das MBSS vergleichsweise ein Leichtgewicht. Es lässt sich in unterschiedlichen Einbaulagen montieren, klassisch in hängender Ausführung oder zum Beispiel auch kopfüber, um verschiedenste Strukturierungsanwendungen zu ermöglichen. Für eine hochpräzise und zuverlässige Laserstrahlführung, -teilung oder -formung sind alle relevanten Komponenten, wie unter anderem das Diffraktive Optische Element (DOE) sowie das Hochleistungs-Laserobjektiv, in dem kompakten Modul verbaut. Kunden definieren vorab die spezifischen Parameter, wie Wellenlänge, Spotform, -größe sowie -abstand, und erhalten ein kundenspezifisches MBSS – komplett abgestimmt, getestet und bereit zur Integration in das Gesamtlasersystem.
Parallelstrukturieren für kürzere Prozesszeiten
Das MBSS erzeugt dank des integrierten DOEs mehrere Spots parallel mit einer hohen Homogenität der Spotintensitäten. Das optische System ist in der Lage, Intensitätsvariationen von weniger als 3 Prozent und Abstandsvariationen von weniger als 5 µm zwischen den einzelnen Spots zu erzeugen. Das „Modular Beam Splitting System“ bietet somit eine Langzeitstabilität der Intensitätsverteilung in der Zielebene und sichert somit die hohe Qualität der Laserstrukturierung unter anderem für die Perowskit-Solarzellen-Produktion.
Mit der neuen optischen Lösung von Jenoptik können komplexe optische Systeme ersetzt werden, um die Integration und den Aufwand für Einrichtung und Anpassung deutlich zu reduzieren. Die Größe und der Abstand der Spots zueinander können einfach und schnell unabhängig voneinander eingestellt werden. Es lassen sich zudem auch mit minimalem Aufwand das DOE tauschen oder zum Beispiel ein zusätzlicher Strahlaufweiter hinzufügen.
Adrian König ist Head of Corporate Innovation Partner bei Jenoptik. Er spricht am 25. Juni auf dem INDUSTRY.forward SUMMIT 2025 zum Thema „Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie – Vision oder Illusion?”
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