PV Temelleri: Güneş Hücresi Tabber Stringer Makinesi
İçindekiler
PV Temelleri: Güneş Hücresi Tabber Stringer Makinesi
Fotovoltaik modül üretim sürecinde, güneş hücresi tabber stringer makinesi güneş hücreleri arasında elektriksel bağlantılar kurmak için temel ekipmanlardan biridir. Ana işlevi, bireysel güneş hücrelerini ara bağlantı bantlarıyla lehimlemek ve bunları seri olarak bağlayarak tasarlanmış voltaj çıkışına sahip bir hücre stringi oluşturmaktır.
Kararlı bir stringleme süreci, modül gücünü, görünüm kalitesini, EL performansını ve uzun vadeli güvenilirliği doğrudan etkiler. Özellikle MBB, yarım hücre, PERC, TOPCon, HJT veya diğer gelişmiş modülleri üreten modern PV modül fabrikaları için tabber stringer'ın doğruluğu ve tutarlılığı çok önemlidir.
Güneş Hücresi Tabber Stringer Makinelerinin Sınıflandırılması
Otomasyon seviyesi ve lehimleme sürecine göre tabber stringer makineleri genellikle üç tipe ayrılabilir.
Manuel Tabber Stringer
Manuel tabber stringer, operatörlerin güneş hücrelerini ve bantları elle yerleştirmesini gerektirir. Lehimleme işlemi de manuel olarak veya çok basit yardımcı araçlarla tamamlanır.
Ana özellikler:
Daha düşük ekipman yatırım maliyeti
Küçük parti üretimi, pilot hatlar, laboratuvar testleri veya eğitim amaçları için uygundur
Düşük üretim verimliliği
Daha düşük konumlandırma doğruluğu
Hücre kırılması ve lehimleme tutarsızlığı riski daha yüksektir
Manuel stringleme, günümüzde büyük ölçekli PV modül fabrikalarında nadiren kullanılır, ancak Ar-Ge ortamlarında veya çok küçük üretim kurulumlarında hala görülebilir.
Yarı Otomatik Tabber Stringer
Yarı otomatik tabber stringer, hücre besleme veya bant lehimleme sürecinin bir kısmını otomatikleştirirken, string taşıma, ara bağlantı veya yükleme-boşaltma gibi bazı adımlar hala manuel yardım gerektirir.
Ana özellikler:
Orta düzey üretim verimliliği
Küçük ve orta ölçekli üretim hatları için uygundur
Tam otomatik ekipmanlara kıyasla daha düşük yatırım
Operatör becerisine daha yüksek bağımlılık
Tam otomatik makinelere göre lehim kalitesinde daha fazla değişkenlik
Yarı otomatik ekipman, manuel üretimden otomatik PV modül üretimine geçiş yapan üreticiler için bir geçiş çözümü olabilir.
Tam Otomatik Tabber Stringer
Tam otomatik bir tabber stringer, hücre yükleme, hücre konumlandırma, bant besleme, lehimleme, string transferi ve bir sonraki üretim sürecine bağlantı dahil olmak üzere tüm süreci otomatik olarak tamamlar.
Ana özellikler:
Yüksek konumlandırma hassasiyeti, makine konfigürasyonuna bağlı olarak genellikle ±0,1 mm civarında
Yüksek üretim kapasitesi, ana akım yüksek hızlı makinelerde genellikle saatte yaklaşık 6.800 ila 8.000 hücreye ulaşır
Stabil lehim kalitesi
Sürekli üretim hatları için uygundur
MBB, yarım hücre ve yüksek verimli hücre formatları gibi modern PV modül teknolojileriyle daha iyi uyumluluk
Ana akım fotovoltaik modül üreticileri için tam otomatik tabber stringerler, daha yüksek kapasite, daha iyi süreç kontrolü ve daha düşük işgücü bağımlılığını destekledikleri için standart seçim haline gelmiştir.
Çalışma Prensibi ve Temel Süreç
Bir tabber stringerin çalışma prensibi, doğru hücre konumlandırma, stabil bant besleme, kontrollü lehimleme sıcaklığı ve sürekli string oluşumuna dayanır. Farklı makine markaları farklı mekanik düzenler kullanabilse de, temel süreç benzerdir.
Hücre Yükleme ve Transfer
Güneş hücreleri önce hücre kasetinden ayrılır. Birçok makinede, hücreleri nazikçe ayırmak ve ince plakalar arasındaki yapışmayı azaltmak için bir hava bıçağı kullanılır. Ardından emme nozulları, bantlar veya robotik taşıma sistemleri hücreleri alır ve sırayla lehimleme istasyonuna gönderir.
Bu adım düzgün ve düşük gerilimli olmalıdır, çünkü modern güneş hücreleri incelmektedir ve taşıma kuvveti iyi kontrol edilmezse mikro çatlaklar oluşabilir.
Görüntü Konumlandırma Sistemi
Görüntü konumlandırma sistemi normalde güneş hücresindeki Mark noktalarını veya referans özelliklerini yakalamak için endüstriyel CCD veya CMOS kameralar kullanır. Görüntü işlemeden sonra sistem, hücre konumunu ve açı sapmasını hesaplar.
Hareket kontrol sistemi daha sonra mekanik kolu veya konumlandırma platformunu lehimlemeden önce hücreyi doğru konuma ayarlamaya yönlendirir. Bu, şerit kayması, zayıf hizalama ve gizli lehimleme kusurlarını önlemek için gereklidir.
Şerit Lehimleme Süreci
Şerit lehimleme süreci genellikle ön ısıtma ve lehimlemeyi içerir.
Ön ısıtma:
Lehimleme fikstürü veya lehimleme alanı, bir ısıtma bölgesi (örneğin, bir sıcak plaka veya ısıtma lambası kutusu) aracılığıyla önceden ısıtılır. Birçok proseste, ana lehimleme aşamasından önce sıcaklık 110°C'nin üzerine çıkarılır. Ön ısıtma, termal şoku azaltmaya ve lehim ıslanmasını iyileştirmeye yardımcı olur.
Lehimleme:
Makine, flux işlemli şeridi güneş hücresinin busbar veya ızgara hattına yerleştirir. Kontrollü basınç ve ısıtma sıcaklığı altında, şerit üzerindeki lehim tabakası erir ve güneş hücresinin gümüş elektrodu ile sıkı bir bağ oluşturur.
İyi lehimleme, güçlü yapışma, düşük seri direnç, düzgün şerit hizalaması ve hücre üzerinde minimum termal veya mekanik stres sağlamalıdır.
Hücre Dizisi Oluşturma
Lehimlemeden sonra hücreler, modül tasarımına bağlı olarak önceden belirlenmiş bir uzunlukta (örneğin, dizi başına 10 hücre, dizi başına 12 hücre veya diğer konfigürasyonlar) bir hücre dizisi oluşturmak için tek tek bağlanır.
Bitmiş hücre dizisi daha sonra bir sonraki prosese (örneğin, laminasyon hazırlığı, bussing, muayene veya laminasyon hazırlığı) aktarılır.
Tabber Stringer Makinelerinde Temel Teknolojiler
Yüksek Hassasiyetli Konumlandırma
Yüksek hassasiyetli konumlandırma, hem görüntü sistemine hem de hareket kontrol algoritmasına bağlıdır. CCD veya CMOS kameralar hücrenin konumunu yakalarken, PID kontrol gibi kontrol algoritmaları makinenin hareketi hızlı ve doğru bir şekilde düzeltmesine yardımcı olur.
Yüksek kaliteli üretim için, hücre ve şerit arasındaki hizalama hatası genellikle 0,2 mm içinde kontrol edilmelidir. Sapma çok büyükse, yaygın sorunlar arasında kaymış lehimleme, kötü görünüm, artan seri direnç veya hatta gizli güvenilirlik riskleri bulunabilir.
Kaynak Sıcaklık Kontrolü
Sıcaklık kontrolü, şerit lehimlemede en önemli faktörlerden biridir. Lehimleme sıcaklığı sabit olmalı ve genellikle proses reçetesine bağlı olarak ±5°C gibi dar bir aralıkta kontrol edilmesi gerekir.
Yaygın ısıtma yöntemleri şunlardır:
Kızılötesi ısıtma: Hızlı sıcaklık artışı, özellikle 0,15 mm ve altı kalınlıktaki ince şeritler için uygundur
Sıcak plaka ısıtma: Daha iyi sıcaklık homojenliği, yüksek güvenilirlikli lehimleme ve kararlı seri üretim için uygundur
Sıcaklık çok düşükse, lehim tamamen erimeyebilir, bu da zayıf lehim bağlantılarına veya soğuk lehimlemeye neden olur. Sıcaklık çok yüksekse, hücreye zarar verebilir, termal stresi artırabilir veya modülün uzun vadeli güvenilirliğini etkileyebilir.
Düşük Hasar Lehimleme
Modern güneş hücreleri, eski nesil hücrelere göre daha ince ve daha kırılgandır. 130 μm altı kalınlıktaki ince hücreler için mekanik basınç ve termal stres dikkatlice kontrol edilmelidir.
Birçok makine, yaylı pres kafaları gibi yumuşak temaslı lehimleme sistemleri kullanır. Basınç, hücre tipine, şerit tipine ve lehimleme yöntemine bağlı olarak genellikle yaklaşık 5 ila 15 N aralığında kontrol edilir.
Amaç, güvenilir lehimleme için yeterli teması sağlarken çatlakları, gizli kırıkları, kenar yongalanmalarını veya aşırı hücre eğilmesini önlemektir.
PV Modül Üretiminde Pratik Uygulamalar
Tabber stringer, PV modül üretiminin ön uç elektriksel bağlantı aşamasında kullanılır. Performansı, sonraki birçok prosesi ve nihai modül kalitesini etkiler.
Tipik uygulamalar şunlardır:
Standart kristal silikon modül üretimi
Yarım hücre modül üretimi
MBB ve SMBB modül üretimi
PERC, TOPCon, HJT ve diğer yüksek verimli hücre modül hatları
Yeni modül yapıları için pilot üretim hatları
Yarı otomatikten tam otomatik üretime fabrika otomasyon yükseltmeleri
Tam bir PV modül üretim hattında, tabber stringer hücre kesme, laminasyon, çerçeveleme, junction box montajı, IV testi ve son muayene sistemleriyle birlikte çalışmalıdır. Stringer aşamasındaki kapasite veya proses kararlılığı uyumsuzluğu, tüm fabrika için kolayca darboğaz haline gelebilir.
Ooitech'in Görüşü
Farklı PV modül üretim düzenleriyle çalışan bir ekipman tedarikçisi olarak Ooitech, tabber stringer'ı yalnızca bir lehimleme makinesi olarak değil, bir modül hattının istikrarlı verim ve öngörülebilir çıktı ile çalışıp çalışamayacağını belirleyen önemli bir proses kontrol noktası olarak görüyor. MBB, TOPCon veya daha ince hücre üretimine yükseltme yapan fabrikalar için yalnızca nominal kapasiteye değil, aynı zamanda şerit kontrolü, hücre taşıma stresi, sıcaklık homojenliği ve aşağı akış laminasyon ve bussing prosesleriyle uyumluluğa da dikkat edilmelidir. İyi bir stringer çözümü, tam modül hattı tasarımıyla birlikte seçilmelidir; aksi takdirde yüksek hızlı bir stringer gerçek üretim verimliliğini sağlayamayabilir.
