Impulsada por el objetivo 'Dual Carbon ', la industria fotovoltaica está acelerando su desarrollo hacia una alta eficiencia, película delgada y dirección inteligente. Como el equipo central de la fabricación de precisión a nivel de semiconductores, la tecnología de mecanizado de control numérico de computadora (CNC) se ha convertido en un avance clave para mejorar la eficiencia de producción de las células fotovoltaicas a través de control de precisión a nivel nano, optimización dinámica de procesos y colaboración de línea de producción inteligente. Este artículo analiza su mecanismo de acción a partir de tres dimensiones: ruta técnica, escenario de aplicación y valor industrial.

 

1. Tres avances básicos en el mecanizado de precisión

Tecnología de corte de obleas de silicio de nivel nano

Utilizando un sistema CNC de corte de múltiples alambres, el grosor de la oblea de silicio se reduce de 180 μm a inferior a 130 μm a través de la cooperación de alambre de diamante ultra fino de 0.03 mm y un sistema de servométrico de alta precisión. La tecnología de corte asistida por láser desarrollada por un fabricante de equipos japonés, combinada con la planificación de la ruta CNC, reduce el grosor de la capa de daño de corte de 15 μm a 5 μm, y aumenta la tasa de utilización del material en un 22%.

Proceso de grabado de precisión de micro-ranura

En la preparación de las células TopCon, el equipo de grabado CNC de cinco ejes procesa una capa de óxido de túnel a escala nano a escala con profundidad uniforme en la parte posterior de la oblea de silicio a través de electrodos giratorios y control tridimensional de trayectoria. Los datos medidos reales muestran que esta tecnología aumenta la eficiencia de conversión celular en 0.8-1.2 puntos porcentuales y el rendimiento en un 9%.

Sistema de compensación dinámica de electrodo impreso

Para la impresión de pasta plateada de células HJT, el sistema de jeteo a nivel de micrones impulsado por CNC combina retroalimentación visual para ajustar la presión de la boquilla y la velocidad de movimiento en tiempo real. Después de que una empresa líder la aplicó, el ancho de la línea de la cuadrícula principal se redujo de 80 μm a 50 μm, el consumo de pasta se redujo en un 36%y la resistencia de contacto del electrodo disminuyó en un 18%.

 

2. Sistema de optimización de eficiencia de proceso completo

Colaboración de la cadena de procesos digitales

Cree un modelo virtual de procesamiento de CNC basado en la tecnología gemela digital y la optimización de los parámetros de proceso completos en la etapa de producción de prueba. A través de esta tecnología, la energía verde Longi ha aumentado la eficiencia de producción en masa de las células PERC del 23.2%al 24.5%, y acortó el ciclo de desarrollo del proceso en un 40%.

Detección en línea Control de circuito cerrado

Un medidor de espesor del láser CNC se integra después del proceso PECVD para monitorear el grosor de la película antirreflección en tiempo real. Los datos muestran que esta tecnología mejora la uniformidad del grosor de la película de ± 8%a ± 3%, y reduce la tasa de retrabajo en un 75%.

Sistema de programación de producción inteligente

Conecte el equipo CNC al sistema de programación de producción a través de la plataforma industrial de Internet para lograr la coincidencia dinámica de la capacidad de múltiples procesos. El proyecto piloto de Trina Solar muestra que la eficiencia general del equipo (OEE) ha aumentado del 78%al 92%, y la capacidad de cambio único ha aumentado en un 28%.

 

3. Escenarios de aplicación típicos

Batería de heterounión TCO Preparación de la película

Utilizando el equipo de pulverización de magnetrón CNC, la uniformidad de resistencia cuadrada de la película TCO alcanza el ± 5% y la transmitancia aumenta a más del 92% mediante la optimización de la trayectoria de movimiento del material objetivo.

Groteo láser de módulos de tejas

La máquina de escritura láser de cinco ejes combinada con la planificación de la ruta CNC controla la tasa defectuosa de grietas dentro del 0.1% y aumenta la velocidad de escritura a 800 mm/s.

Mecanizado de precisión de marcos de componentes

El centro de mecanizado CNC de doble husillo alcanza la precisión de posicionamiento de ± 0.05 mm de la ranura del marco, acortando el tiempo de empaque del componente en un 40%.

 

4. Valor de la industria y tendencia de desarrollo

Mejor eficiencia económica

Según las estadísticas, la tecnología CNC de alta precisión reduce el costo unitario de las celdas de la batería en un 15-20%. Una empresa líder ha reducido la inversión en capacidad de producción de GW individual en 120 millones de yuanes a través de la transformación de CNC.

Dirección de evolución tecnológica

Molilla de ultra precisión: desarrollar CMP (pulido mecánico químico) y tecnología de procesamiento compuesto CNC, y controlar el valor de rugosidad de la superficie dentro de 0.5 nm

Tecnología de escritura directa de láser: combine el láser de femtosegundo y la exploración CNC para lograr una impresión de electrodo de ancho de línea de 1 μm

Sistema de procesamiento adaptativo: introducir el algoritmo AI para predecir errores de procesamiento, ajustar dinámicamente los parámetros para lograr el control de circuito cerrado

Empoderamiento de la fabricación verde

A través de la optimización de CNC del sistema de circulación de fluido de corte, el consumo de agua de una sola oblea de silicio se reduce de 1.2L a 0.5L, y el costo del agua industrial se reduce en un 60%.

 

Resumen

A medida que la eficiencia de las células fotovoltaicas se acerca al límite teórico, la tecnología de procesamiento CNC de alta precisión se está transformando de una herramienta de fabricación simple a un portador central de innovación tecnológica. Según el pronóstico de Semi, el mercado global de equipos CNC específicos de Fotovoltaica superará los US $ 5 mil millones para 2026, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 18%. En el futuro, con la industrialización de nuevas tecnologías, como la impresión de puntos cuánticos y el apilamiento de perovskitas, el procesamiento de CNC desempeñará un papel clave en la manipulación de materiales a escala a nanoescala, la fabricación de estructuras a escala cruzada y otros campos, y continuará promoviendo la industria fotovoltaica para saltar hacia una mayor eficiencia y un costo más bajo.