準分子激光對凸刻蝕層進行刻圖
通過引入基于準分子激光器的加工工藝，可以顯著提升太陽能電池總的光吸收效率。采用波長為308nm或248nm的準分子激光器對SiNx凸刻蝕層進行大面積掩膜投影加工，可以得到規(guī)則的孔形圖案。經準分子激光器燒蝕后的SiNx凸刻蝕層經刻蝕液處理后最終轉化為如圖12所示的結構。
通過對SiNx凸刻蝕層（包含準分子激光燒蝕形成的精確的10祄直徑小孔）進行刻蝕，得到了點距為20祄的規(guī)則圖案[5]。
經準分子激光工藝處理后獲得的規(guī)則表面結構，可以將入射光轉向，以掠射角度射向玻璃-空氣界面，從而發(fā)生全內反射，進而再將光反射回電池表面。在封裝之后，總的光反射率由34%減小至11%，從而使總的電池效率增長了0.4%。


 

圖12. 采用準分子激光器對SiNx凸刻蝕層進行刻圖，并隨即對多晶硅晶片刻蝕處理后，得到了規(guī)則的表面結構。

圖13. 薄的HTS帶與圖中所示數量的銅線可以傳送相等的電力。

目前先進的準分子激光器可以提供幾百瓦的輸出功率及幾百赫茲的脈沖重復頻率，在對SiNx凸刻蝕層進行大面積紫外刻圖時，可以達到每個太陽能電池（尺寸為156mm×156mm）只需幾秒鐘的處理速度。

使超導體商品化
新興的高溫超導體（HTS）產業(yè)推動了磁場能量存儲以及工作電流密度高于傳統(tǒng)銅纜系統(tǒng)100倍的電能傳輸網應用。與傳統(tǒng)技術相比，采用基于HTS的系統(tǒng)（可由液氮冷卻），將會帶來更高的效率，更高的電流、電場及電力，更高的功率密度，更輕的重量和更小的尺寸等技術優(yōu)勢。這一點在圖13上得到了很好的闡釋，攜帶同樣電流所需的銅纜數量遠遠多于扁小的HTS帶，后者僅包含了1祄厚的超導YBCO層。未來HTS在節(jié)省成本及能耗上的巨大潛力，將使其成為突破技術屏障的首選方案。而現階段對于商業(yè)化HTS而言，最關鍵的是找到節(jié)省成本的高性能薄膜沉積技術[6]。

傳統(tǒng)HTS薄膜的金屬有機沉積
金屬有機沉積（MOD）是超導體金屬氧化物薄膜沉積中最有前途的化學工藝。在傳統(tǒng)的MOD工藝中，包含有適當金屬原子（典型為Y、BA 和Cu）的有機前驅溶液被浸覆在襯底層上。隨后，在500℃和1000℃下進行重復的加熱和烘干步驟，這分別用于有機溶劑的移除及氧化。由于基于溶液的沉積本身是一個很快的過程，所得到的YBCO層的晶體結構以及電流密度性能都是不充分的。這個問題甚至無法通過耗時的重復加熱和烘干工藝來克服。

在準分子激光輔助下的有機金屬沉積
通過AIST和JSW的日本研究者的演示，我們可以看到準分子激光用于加速整個加工時間并提升薄膜性能方面的巨大能力。當采用他們那種ELAMOD（Excimer Laser Assisted MOD，準分子激光輔助下的有機金屬沉積）方法時，傳統(tǒng)耗時的加熱及烘干工藝被更快速的308nm大面積準分子激光照面工藝所取代，這將使加工速度提高5倍，并使超導薄膜的性能提升3倍。圖14中所示的顏色急劇變化，反映了由于YBCO層中化學鍵斷裂及重組（由準分子激光器誘發(fā)）引起的性能提升。


 

圖14. 通過ELAMOD方法獲得的YBCO超導體薄層。黑色區(qū)域是經準分子激光掩膜形成的，表現出顯著的性能提升（由光化學愈合反應引起）。

圖15. 傳統(tǒng)的溶液沉積YBCO與準分子激光照射處理的YBOC超導體層的臨界電流密度比較。

當用液氮冷卻由準分子激光照射處理的YBCO層時，測量得到了多于六百萬 Acm-2的臨界電流密度（見圖15）。這使得ELAMOD方法（如脈沖準分子激光沉積，PLD）成為推進大規(guī)模超導體商業(yè)化進程的最有前途的方法。
事實上，ELAMOD方法取得了目前最大的電流密度，高于通過化學溶液沉積工藝所得到的最大電流密度[7]。
在最后這個關于潛在HTS市場的例子中，由于采用準分子激光帶來的加工速度增長，將顯著降低生產成本，并允許更經濟地大規(guī)模生產高質量的半導體薄膜設備（采用掩膜刻蝕方法）及HTS帶（采用卷-卷結構）[8]。
未來的應用還包括超導體故障電流限制器（用于穩(wěn)定電網能量），圖案化的微波過濾器及天線結構，這將能在擁擠的市區(qū)為手機提供更好的通信能力。

準分子激光的美好未來
準分子激光在精密和大面積加工應用領域超越了任何其他激光和非激光技術。
在對突破材料限制需求越來越迫切的時代，準分子激光器再次站在了尖端工業(yè)激光解決方案的最前沿。
正如上面所指出的，通過采用紫外準分子激光解決方案，可以幫助各式各樣的成熟及新興高科技產品（如顯示，汽車制造，可再生能源工業(yè)）越過其內在的性能瓶頸（這僅是表面上的）。
微型化，尤其是薄膜技術的使用，是目前工業(yè)制造領域的必然趨勢。推進薄膜技術，不僅可以節(jié)省開銷，如在太陽能光電產業(yè)中，采用多晶硅可以節(jié)省50%的最終模塊成本；而且可以提升性能，如在顯示領域需要采用足夠薄的導電氧化層，從而保證光學透明。在對這些薄的功能層（厚度僅僅為50nm到2祄）進行大面積選擇性刻圖，照明及退火處理方面，憑借著無與倫比的紫外光子能量，準分子激光器將繼續(xù)保持其王者地位。