Radial polarisierter Laserstrahl

Science - Aus Wissenschaft und Forschung

Die Jahreskapazität von Solarzellen aus Foliensilizium liegt in Deutschland bei etwa 50 Millionen Wafern und soll laut Prognosen bis 2012 auf 500 Millionen steigen.

03. Dezember 2009

Diese Entwicklung fordert von den Herstellern eine Ausweitung der Produktionskapazität bei höchsten Präzisionsansprüchen und gleichzeitiger wirtschaftlicher Effizienz. Unternehmen der Solarzellentechnik und Laserspezialisten aus dem Bereich des Feinschneidens haben sich deshalb im Kooperationsprojekt ›Komet‹ (›Kompakter Festkörperlaser für effizienten Materialabtrag mit radial polarisiertem Licht‹) zusammengeschlossen. Ziel des Projektes ist es unter anderem, mit Hilfe eines neuen Laserkonzeptes den Durchsatz der Siliziumzellen um 50 % zu erhöhen und die Qualität der Produkte erheblich zu verbessern. Das Verfahren soll auch das Laserschneiden von Metallen beschleunigen.

Bislang wird beim Feinschneiden oft ein Laser mit zirkular polarisiertem Strahl eingesetzt. Ein radial polarisierter Laserstrahl weist eine um bis zu 30 Prozent verbesserte Absorption auf als der zirkular polarisierte Strahl und führt zu einer wesentlich verbesserten Schnittqualität.

Eine Beschleunigung des Schneidprozesses um bis zu 50 Prozent und eine entsprechende Erhöhung der Produktionskapazität sind vorstellbar. Außerdem wird eine wesentlich höhere Schnittpräzision erzielt. Unter optimalen Bedingungen ist der Fokusbereich des radial polarisierten Strahls um bis zu 60 Prozent kleiner als der konventioneller Laser.

»Mit dem radial polarisierten Laser werden wir in Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern aus der Industrie Schneidversuche an Werkstücken durchführen. Auf Basis unseres Know-hows und unserer Ausrüstung in der Messtechnik können wir die Bauteile anschließend qualifizieren und so die Brücke von der Forschung zum Endanwender schlagen«, erläutert Dr. Jens Schüttler, Projektleiter Komet am Fraunhofer ILT, Aachen. In einem weiteren Schritt plant das Konsortium die Bereitstellung eines leistungsfähigen, industriell einsetzbaren Festkörperlasers, der ohne externe Bauelemente radiale Polarisation erzeugt. Bei einer Wellenlänge von 1.064 nm (Infrarot) soll der Laser Ausgangsleistungen von einigen 100 mW (Master Oszillator) bis 30 W (Power Amplifier) emittieren.

Ein Anwendungsgebiet des neuartigen Laserkonzeptes ist die Medizintechnik, insbesondere die präzise Bearbeitung von Stents.

Erschienen in Ausgabe: 11-12/2009