Impulsionado pelo objetivo de 'duplo carbono', a indústria fotovoltaica está acelerando seu desenvolvimento em direção a alta eficiência, filme fino e direção inteligente. Como o equipamento principal da fabricação de precisão no nível semicondutor, a tecnologia de usinagem de controle numérico de computador (CNC) tornou-se um avanço essencial para melhorar a eficiência da produção de células fotovoltaicas por meio de controle de precisão de nível nano, otimização dinâmica de processos e colaboração inteligente na linha de produção. Este artigo analisa seu mecanismo de ação de três dimensões: caminho técnico, cenário de aplicação e valor industrial.
1. Três avanços principais na usinagem de precisão
Tecnologia de corte de bolas de silício de nível nano
Usando um sistema CNC de corte de vários fios, a espessura da bolacha de silício é reduzida de 180μm para 130μm através da cooperação de fio de diamante Ultra-Fine Ultra-Fine de 0,03 mm e sistema de alimentação de alta precisão. A tecnologia de corte assistida por laser desenvolvida por um fabricante de equipamentos japoneses, combinado com o planejamento do caminho do CNC, reduz a espessura da camada de danos de corte de 15 μm a 5μm e aumenta a taxa de utilização do material em 22%.
Processo de gravura de precisão de micro-groove
Na preparação de células TopCon, o equipamento de gravura CNC de cinco eixos processa uma camada de óxido de tunelamento nano-escala com profundidade uniforme na parte traseira da bolacha de silício através de eletrodos rotativos e controle tridimensional de trajetória. Os dados medidos reais mostram que essa tecnologia aumenta a eficiência da conversão de células em 0,8-1,2 pontos percentuais e o rendimento em 9%.
Sistema de compensação dinâmica de eletrodo impresso
Para a impressão de pasta de prata de células HJT, o sistema de jato de nível de mícrons acionado por CNC combina feedback visual para ajustar a pressão do bico e a velocidade de movimento em tempo real. Após uma empresa líder, a principal largura da linha da grade foi reduzida de 80μm para 50μm, o consumo de pasta foi reduzido em 36%e a resistência ao contato do eletrodo diminuiu 18%.
2. Sistema de otimização de eficiência de processo completo
Colaboração da cadeia de processos digitais
Crie um modelo virtual de processamento de CNC baseado na tecnologia Twin Digital e completa otimização de parâmetros de processo no estágio de produção de teste. Através dessa tecnologia, a energia verde da Longi aumentou a eficiência da produção em massa de células PERC de 23,2%para 24,5%e reduziu o ciclo de desenvolvimento de processos em 40%.
Controle de circuito fechado de detecção on-line
Um medidor de espessura do laser CNC é integrado após o processo PECVD para monitorar a espessura do filme anti-reflexão em tempo real. Os dados mostram que essa tecnologia melhora a uniformidade da espessura do filme de ± 8%para ± 3%e reduz a taxa de retrabalho em 75%.
Sistema de agendamento de produção inteligente
Conecte o equipamento CNC ao sistema de programação de produção através da plataforma da Internet industrial para obter a correspondência dinâmica da capacidade de vários processos. O projeto piloto da Trina Solar mostra que a eficiência geral do equipamento (OEE) aumentou de 78%para 92%e a capacidade de mudança única aumentou 28%.
3. Cenários de aplicação típicos
Preparação de filme de bateria de heterojunção
Usando equipamentos de pulverização de magnetron CNC, a uniformidade da resistência ao quadrado do filme TCO atinge ± 5% e a transmitância é aumentada para mais de 92% através da otimização da trajetória do movimento do material alvo.
Scribing a laser de módulos com telhas
A máquina de rabiscos a laser de cinco eixos combinada com o planejamento do caminho do CNC controla a taxa defeituosa das rachaduras dentro de 0,1% e aumenta a velocidade de rabiscamento para 800 mm/s.
Usinagem de precisão de quadros de componentes
O centro de usinagem CNC de folo duplo atinge a precisão do posicionamento de 0,05 mm do slot da estrutura, reduzindo o tempo de embalagem do componente em 40%.
4. Valor da indústria e tendência de desenvolvimento
Melhor eficiência econômica
De acordo com as estatísticas, a tecnologia CNC de alta precisão reduz o custo unitário das células da bateria em 15 a 20%. Uma empresa líder reduziu o investimento na capacidade de produção de GW única em 120 milhões de yuans por meio da transformação do CNC.
Direção de evolução da tecnologia
Moagem de ultra-precisão: desenvolver CMP (polimento mecânico químico) e tecnologia de processamento de composto CNC e controlar o valor da rugosidade da superfície em 0,5 nm
Tecnologia de escrita direta a laser: Combine a laser de femtossegundos e a varredura de CNC para obter 1μM de impressão de eletrodo de largura de linha de linha
Sistema de processamento adaptativo: introduza o algoritmo AI para prever erros de processamento, ajuste dinamicamente os parâmetros para obter controle de circuito fechado
Empoderamento de fabricação verde
Através da otimização do CNC do sistema de circulação de fluidos de corte, o consumo de água de uma única bolacha de silício é reduzido de 1,2L para 0,5L e o custo da água industrial é reduzido em 60%.
Resumo
À medida que a eficiência das células fotovoltaicas se aproxima do limite teórico, a tecnologia de processamento CNC de alta precisão está se transformando de uma ferramenta de fabricação simples para um portador principal de inovação tecnológica. De acordo com a previsão da Semi, o mercado global de equipamentos CNC específico da fotovoltaica excederá US $ 5 bilhões até 2026, com uma taxa de crescimento anual composta de 18%. No futuro, com a industrialização de novas tecnologias, como impressão quântica e empilhamento de perovskita, o processamento do CNC desempenhará um papel fundamental na manipulação de materiais em escala nano-escala, fabricação de estrutura entre escalas e outros campos e continuará a promover a indústria fotovoltaica para aumentar a eficiência e o menor custo.
