新材料超快激光极端精细加工技术研发及产业化(光子制造)

团队负责人:杨小君

职务/职称

◆ 松山湖材料实验室光子制造团队负责人
◆ 中国科学院西安光机所光子制造系统与应用研究中心主任
◆ 中国科学院特聘研究员、瞬态国家重点实验室特聘研究员

研究方向

超快激光光极端制造技术,光束控制技术,空间光调制技术,激光与材料作用机理等技术在超快激光微加工系统中的应用

主要成果/荣誉

◆ 国家科技奖励库“发动机专项”专家
◆ 陕西省科技创业人才
◆ 入选中国科学院“王宽诚率先人才”计划

团队成员

团队负责人:杨小君(团队负责人)

团队成员:尹怀东、王海龙、赵卫、王婷、周兆钊、杨涛、李铁、宋昶、李星谕、丁阳、宋振中

 

团队简介

光子制造团队为实验室首批入驻团队,技术来源于中科院西安光机所,掌握业界领先的复合光束扫描模块、三维曲面自适应定位、背伤保护等一批核心技术。针松山湖材料实验室光子制造团队及产业化公司中科羲和(广东)科技有限公司长期从事并开展超快激光产生理论与技术、光与物质相互作用的超快现象研究的科研团队,在空天领域,率先研制出适用于空天推进系统超精细加工的激光精密加工装备。在光伏领域,光子团队与中科羲和公司联合开展“光与物质相互作用机理研究”、“高速轨迹可控光束分光扫描模块”、“高功率飞秒激光器”等技术研究,形成GW级激光划刻设备、GW级激光清边设备、MW级激光退火设备等一批面向光伏行业的超精密加工装备。

二期面向国民经济主战场,聚焦于钙钛矿电池领域开展激光装备及产线的研发及产业化。

 

产业化公司

一、广东中科微精光子制造科技有限公司

2019年,12月注册成立;

2023年12月,广东省专精特新中小企业;

专注于激光微加工装备的研发、生产和销售,致力于在电子陶瓷、PCB、FPC、精密制孔等领域为客户提供卓越的激光微加工解决方案。

 

二、中科羲和(广东)科技有限公司

2024年4月注册成立;

深耕太阳能光伏电池装备领域,坚持长期主义,充分发挥院所孵化企业优势,致力于成为世界先进的新能源装备服务提供商、系统解决方案集成商。

(一)成功搭建300mm钙钛矿电池示范线——钙钛矿产学研合作示范平台

光子制造团队及中科羲和联合,成功搭建300mm钙钛矿电池示范线——钙钛矿产学研合作示范平台,拥有激光、涂布、ALD、PVD、蒸镀等核心工艺设备12台,并面向高校、院所科研人员提供免费开放(装备使用免费、部分材料免费、基础工艺免费、培训免费)的300mm钙钛矿电池示范平台;面向装备、材料企业提供新技术可行性验证、工艺效果对比平台(如:利用脉冲激光实现钙钛矿层退火结晶的可行性)。

该示范线具有以下能力及特点:

◆ 具备装备开发、验证能力:激光类设备依托光子团队开发,技术来源于中科院西光所,PVD设备的电源依托于等离子体放电团队开发,技术来源于哈工大。在钙钛矿电池制备装备仍然需要升级的前提下,未来可依托线体开发和验证,如激光退火、激光封装、激光膜厚无损检测、喷墨打印等新技术、新装备

◆ 工艺兼容性高:可兼容干湿法工艺,后期会逐步配备叠层工艺所需要的装备,实现叠层工艺兼容

◆ 材料表征、器件检测配套齐全:依托平台15亿设备,面向钙钛矿SEM、TEM、FIB、台阶仪、膜厚检测仪、共聚焦等设备,可以实现材料随制备随表征。

作为松山湖首个钙钛矿项目,此示范线将对松山湖发展钙钛矿技术起到奠基作用,以免费示范线体为纽带,推动大湾区钙钛矿产学研生态协同,实现材料、

 工艺、装备多方共赢,并一定程度上为科研院所公共技术服务平台提出新的“平台+”运营参考模式。 

 

(二)设备展示

1、300mm×300mm钙钛矿激光划线设备

  • 先进光路设计,实现Pl/P2/P3 /P4划刻 ·平顶光光斑整形+绿光皮秒激光器,满足膜层定深划刻,降低崩边和毛刺
  • 红外纳秒高功率激光器满足钙钦矿P4高效清边需求
  • 高精度直线电机,精度高,速度快
  • 配置专用治具和除尘模块
  • CCD自动定位、软件自动校正 ·可兼容手套箱外罩,普通钣金或铝型材外罩

设备专为钙钦矿太阳能电池的高效线划刻而设计,由产业化公司中科羲和(广东)科技有限公司提供设备,已批量出货,可销售。

300mm×300mm钙钛矿激光划线设备

2、产业级装备——MW/GWP1 P2 P3激光划线装备

  • 最大划刻规格:2.4M*1.2M
  • 机械/DOE/SLM 分光:8-24束
  • 光束能量一致性:>98%
  • 单束功率独立可调,划刻间距5-10mm可调
产业级装备——MW/GWP1 P2 P3激光划线装备

3、2400mm×1200mm钙钛矿激光划线设备

面向产业开发米级MW/GW Pl/P2/P3/P4激光划刻装备,率先开发并应用行业领先的 SLM分光技术、自动跟随、自动对焦、自动监测技术。

2400mm×1200mm钙钛矿激光划线设备