בשנים האחרונות, ייצור סוללות הסרט הדק של סין גדל, אך בשל העלות, יעילות ההמרה הפוטואלקטרית בגודל גדול, הפופולריות הטכנולוגית והיבטים אחרים של המגבלות, בייצור הכולל של מודולים פוטו-וולטאיים היוו שיעור נמוך יחסית. בהקשר של היום "פחמן כפול" ו"שליטה כפולה של צריכת אנרגיה", BIPV (שילוב בניינים פוטו-וולטאיים) היא דרך יעילה ליישם מבנים ירוקים.
נכון לעכשיו, אמנם יעילות ההמרה של סוללות סרט דק אינה טובה כמו סוללות סיליקון גבישי, אבל המבנה הפשוט שלה, העברת אור מתכווננת, אור נמוך, מקדם טמפרטורה קטן ומאפיינים אחרים, מה שהופך סוללות סרט דק ב-BIPV מאשר סיליקון גבישי לסוללות יש יותר יתרונות, ניתן לשלב טוב יותר סוללות סרט דק עם חומרי בניין, צפויה לתפוס מקום בשוק. במיוחד בשנתיים האחרונות, הפיתוח של סוללת עפרות סידן טיטניום על ידי תשומת הלב בשוק, פתח בהדרגה את תהליך הייצור ההמוני.
תאים פוטו-וולטאיים של כלקוגניד, השימוש בתרכובות מסוג כלקוגניד כחומרים סופחי אור, בהשוואה לסיליקון גבישי וסוללות סרטים דקים אחרים, לתאים פוטו-וולטאיים של כלקוגניד יש את היתרונות הבאים:
כלקוגניד הוא חומר סינטטי וניתן להתאים את פער הרצועות בהתאם לניסוח;
יתרונות של יעילות המרה גבוהה וייצור חשמל, ערימת פוטנציאל פיתוח יעילות רב יותר;
תהליך הכנה פשוט, תהליך קצר, יעילות ייצור גבוהה, עלות חומר נמוכה, ללא ייצור בטמפרטורה גבוהה, חיסכון באנרגיה;
ניתן להתאים אור נמוך והעברת אור, מראה ומורפולוגיה טובים במגוון רחב, תכונות קלות משקל וגמישות הופכות את היישום של סוללות קלציט במגוון רחב יותר של תרחישים.
יישום לייזר בייצור כלקוגניד
בתהליך הכנת סוללת Chalcogenide עם צומת יחיד, ישנם ארבעה תהליכי לייזר, אשר צריכים להתבצע שלוש פעמים לייזר תחריט לייזר מקביל כדי לבצע אידוי החומר והיווצרות קווי חריצים, כל שכבת הסרט מחולקת לסדרה של כל אחד מהם. תאי משנה של אחרים ברוחב של כ-4-12 מ"מ, ובכך יוצרים חסימה של הולכת הזרם של המודולים הבודדים, על מנת להשיג את האפקט של הגדלת המתח והסדרה של הסוללה. התהליך האחרון הוא להסיר את שכבת הסרט ברוחב של כ-10 מ"מ כנגד קצה הזכוכית כדי ליצור אזור מבודד עבור אזור המעטפת האחורי.
- תחריט בלייזר של שכבת הסרט TCO התחתונה ליצירת מצע TCO נפרד;
- תחריט לייזר של שכבות סרטים אחרות מעל ה-TCO כדי לספק את האלקטרודות החיוביות והשליליות של שני תאי המשנה השכנים כדי לספק ערוצי שידור;
- לאחר הפקדת האלקטרודה האחורית, תחריט לייזר של שכבות סרטים אחרות מעל TCO מפרידה את תאי המשנה זה מזה;
- הסר את הסרט שהופקד בקצה התא כדי למנוע דליפה ולהבטיח את האמינות של אריזת הסוללה.
כל תת תא מכיל שני אזורים: האזור המת והאזור הפעיל. האזור החיצוני ביותר של שלושת התהליכים הראשונים אינו יכול לייצר חשמל, הידוע בכינויו האזור המת. ככל שרוחב האזור המת גדול יותר, כך גדל שיעור ייצור החשמל הלא יעיל בסוללה, כך היעילות של תת-התא נמוכה יותר, לכן, תהליך שרבוט הלייזר של תאים פוטו-וולטאיים טיטניום דו-חמצני, אחד מהאינדיקטורים הטכניים המרכזיים הוא כדי למזער את השטח המת. בנוסף לרוחב הקו העיצובי של המוצר עצמו יש השפעה על רוחב השטח המת, מרווח הקווים והקוים צריכים להיות קטנים ככל האפשר, לא ניתן לחצות את האמצע או קווים מקבילים, כך שככל שהמרווח קטן יותר, השליטה גבוהה יותר דיוק דרישות מערכת עיבוד הציוד.
בנוסף לבקרת האזור המת, אפקט תהליך הלייזר משפיע במידה רבה גם על הביצועים הפוטואלקטריים של הסוללה, דרישות עומק תחריט הלייזר הן קפדניות, יש צורך לשלוט באנרגיית הלייזר ובתדר, המטרה היא להסיר את שכבת הסרט על בסיס נקי כדי להשיג ללא מכתש השפעות תרמיות, אחידות קו. בנוסף, אופן ההתמודדות עם האבק שנוצר על ידי שרבוט בלייזר כדי למנוע זיהום של שכבת הסרט הוא גם נקודת מפתח.
מיושם על מחקר מעבדה / רמת מו"פ פיתוח מוצר סוללת סרט דק בשלבים המוקדמים של אימות מוצר סוללת סרט דק בפורמט קטן, רמת cm2 במעבדה של הרחבת תא מיקרו-תאים למודול סרט דק קטן עם תאי משנה במבנה סדרה (300 מ"מ × 300 מ"מ), באמצעות ציוד הכתיבה ניתן לאמת להכנת טכנולוגיית מודול סרט דק שהושתלה לכדאיות של קו ייצור המוני בקנה מידה גדול. ציוד זה תואם את משטח הסרט ומשטח הזכוכית מתוך שרבוט הלייזר וניקוי הקצוות, ניתן להתאים אישית בהתאם לגודל המוצר האמיתי של הלקוח של פלטפורמות עיבוד שונות; השימוש במבנה שיש בדרגת מחקר מדעי, פלטפורמת תנועת מנוע ליניארית במהירות גבוהה, כדי להבטיח את יציבות המערכת, את דיוק העיבוד והיעילות; על פי מאפייני הקליטה הספקטרלית של הלקוח של חומר שכבת הסרט לבחירת אורכי גל שונים של מקור אור הלייזר, המוקדש ללוע הר הגעש הנמוך, ללא השפעה תרמית ותוצאות עיבוד אחרות באיכות גבוהה! זוהי הבחירה הראשונה של ציוד לייזר עבור קו פיילוט ניסיוני וקטן בתעשיית הכלקוגנידים.
מיושם על שלב האמצע של פיתוח מוצרי קלציט, קו פיילוט לפני ייצור המוני בקנה מידה גדול; הכנה בשטח גדול היא תנאי הכרחי למסחור, בעוד שהשטח המוגדל יגביר מאוד את הקושי בהכנת הסרט, אחידות השרטוט והבטחת הדיוק, ונוטה מאוד להכנה לא אחידה, חוסר יציבות ובעיות נוספות, מה שמפחית את יעילות ההמרה. תחריט דיוק גבוה של שכבות סרטים שונות על מצע בשטח גדול כדי לייצר רכיבי סוללה בעלי ביצועים גבוהים הוא אתגר מאתגר להתגבר עליו.
יתרונות הליבה של הציוד
מִבְנֶה:
- חיץ מיוחד למימוש פעולה במהירות גבוהה. כל המכונה נגד רטט עיצוב, עיצוב קשיחות מודול, מחויבת בידוד רטט אופטי, יציבות המערכת;
- נתיב אופטי מעופף תהליך עיבוד לייזר מוצר סטטי;
- כל מיקוד נתיב אופטי, התאמה אוטומטית של גובה הצליל, דיוק ± 1μm.
אוֹפְּטִיקָה:
- השימוש בשיטת פיצול אלומה מכנית כדי להשיג 8-12-פיצול אלומה בדרך, עיבוד מקביל לשיפור יעילות העיבוד;
- עיצוב קל משקל של מבנה יכול לעמוד בדרישות עומס מהירות עיבוד של יותר מ-2.5 מטר לשנייה של קו GW;
- כוחו של הנתיב האופטי מתכוונן באופן עצמאי, ועיצוב הנתיב האופטי המודולרי מממש את העיבוד של משטח הסרט או משטח הזכוכית;
- ספקטרוסקופיה מכנית של העיצוב האופטי של עקביות הספק הנתיב האופטי של פחות מ-3 אחוזים, עבור עיבוד משטח הסרט של עקביות הספק הנתיב האופטי גבוהה, במידה רבה יותר כדי לשפר את חלון תהליך חומר משטח הסרט קטן, עקביות הכוח של הדרישות הגבוהות של אפקט העיבוד.
תוֹכנָה:
- תוכנה בפיתוח עצמי, ממשק פשוט וברור, פונקציות שלמות, קל לתפעול;
- עם מעקב גובה, מעקב אחר מסלול, זיהוי כוח, ניטור אזורים מתים ופונקציות אחרות.
