På baggrund af en accelereret global energiomstilling er den fotovoltaiske (PV) industri, som en kerne af ren energi, på vej mod højere konverteringseffektivitet og lavere produktionsomkostninger. Ved at udnytte fordele som høj præcision, lavt tab og fleksibel behandling er laserskæringsmaskiner blevet dybt integreret i hele den industrielle kæde af PV-cellefremstilling, modulpakning og genbrug. De er blevet nøgleudstyr, der driver iterationen af PV-teknologier og kapacitetsopgradering, med deres teknologiske innovationer, der direkte påvirker PV-produkternes ydeevne og økonomi.
I. At bryde igennem flaskehalsen ved celleskæring for at lette implementeringen af høj-celleteknologier
PV-celler er kernekraftgenereringsenhederne i PV-moduler, og deres skærepræcision og effektivitet bestemmer direkte strømproduktionseffektiviteten og produktionsomkostningerne for moduler. Traditionel mekanisk skæring står over for problemer såsom stort skæretab og let forekomst af kantafslag og revner. I modsætning hertil yder laserskæremaskiner gennem innovationer i forskellige bølgelængder og skæreprocesser nøgleunderstøttelse til implementeringen af højeffektive celleteknologier.
I behandlingen af PERC-celler (Passivated Emitter and Rear Cell) løser laserskæring skæreudfordringerne med "halvt-snit" og "tredje-snit"-celler. Ved at bruge fiberlasere med specifikke bølgelængder kombineret med høj-scanningsgalvanometre kan snæver skæresømsbehandling opnås, og skærehastigheden øges markant. Samtidig styres den varme-påvirkede zone af laserskæring inden for et ekstremt lille område, hvilket effektivt undgår cellebrud, hvilket øger kraften i halvt-skårne PERC-moduler og reducerer dæmpningshastigheden. Efter at førende PV-virksomheder introducerede laserskæring, er produktionsudbyttet og omkostningskontrollen for PERC-celler blevet væsentligt forbedret.
Til næste-generations højeffektive-celler såsom HJT (Heterojunction) og TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), er laserskæremaskiner endnu mere uundværligt kerneudstyr. HJT-celler fremstilles ved hjælp af lav-temperaturprocesser, og traditionel skæring forårsager let afskalning af tynde filmlag.
Imidlertid kan ultraviolette lasere med deres "kold behandling"-egenskaber opnå skæring uden termisk skade, hvilket hjælper HJT-celler med at forbedre åben-kredsløbsspænding og konverteringseffektivitet. Polysiliciumlaget af TOPCon-celler er relativt tyndt; laser stealth terningteknologi danner et modificeret lag inde i cellen for at opnå stress-fri adskillelse, hvilket i høj grad reducerer skæretabshastigheden og forbedrer masseproduktionsøkonomien for TOPCon-celler.
II. Optimering af modulpakningsprocesser for at forbedre pålideligheden og levetiden af PV-moduler
PV-modulets emballeringsprocessen kræver den præcise samling af celler, glas, bagsideark og andre materialer. Gennem raffineret forarbejdning løser laserskæremaskiner problemer såsom dimensionsafvigelser og kantskader i traditionelle pakkeprocesser, hvilket væsentligt forbedrer den langsigtede-pålidelighed og levetid for moduler.
I behandlingen af modulrammer realiserer laserskæremaskiner den integrerede høj-præcisionsskæring og -boring af aluminiumslegeringsrammer. Traditionelle savemetoder resulterer i store dimensionsfejl af rammer, som let fører til ujævne monteringsspalter af moduler. I modsætning hertil giver laserskæring højere dimensionspræcision; kombineret med automatiske positioneringssystemer minimerer det afvigelsen af borepositioner, forbedrer pasformen mellem rammer og glas og reducerer effektivt risikoen for indtrængning af regnvand. I mellemtiden er kantruheden af aluminiumslegeringsrammer skåret af lasere bedre, hvilket eliminerer behovet for efterfølgende slibeprocesser, øger produktionseffektiviteten og reducerer dannelsen af metalaffald.
Bagsideskæring er et andet nøgleled i modulemballage. Som det beskyttende lag af moduler skal bagsideark have fremragende vejrbestandighed og isolering. Traditionel mekanisk skæring forårsager let defekter såsom delaminering og rivning af bagsideark, hvilket påvirker modulets levetid. Laserskæremaskiner bruger fiberlasere med justerbar effekt og justerer automatisk skæreparametrene i henhold til bagsidearkmaterialet, hvilket opnår grat-fri og delamineringsfri-skæring. Ældningsmodstanden af de afskårne kanter er i overensstemmelse med det originale materiales. Test fra modulproducenter viser, at bagsideark skåret med laser ikke viser revner i ekstreme temperaturcyklustests, hvilket forlænger modulernes forventede levetid.
Derudover kan laserskæremaskiner i skæreprocessen af PV-koblingsdåser realisere præcisionsboring og konturskæring af plastikhuse. Den højere borepræcision sikrer den nøjagtige afstemning mellem terminaler og foringsrør, hvilket reducerer kontaktmodstand og varmetab, hvilket sænker strømtabet i samledåser og yderligere forbedrer modulernes overordnede energiproduktionseffektivitet.
III. Bemyndigelse af genanvendelse af PV-affald for at fremme grøn cirkulær udvikling af industrien
Efterhånden som det første parti af PV-moduler gradvist går ind i pensionsfasen, er genanvendelse af PV-affald blevet et vigtigt emne for en bæredygtig udvikling af industrien. Ved at stole på fordelen ved ikke--kontaktbehandling kan laserskæremaskiner opnå effektiv adskillelse og genanvendelse af glas, metaller og siliciummaterialer i PV-moduler, hvilket reducerer genbrugsomkostningerne og fremmer dannelsen af et grønt cirkulært system i PV-industrien.
Ved genanvendelse af glas fra udtjente moduler knækker traditionelle knusningsmetoder nemt glas i små stykker, og den klæbende film, der er fastgjort til overfladen, er svær at fjerne fuldstændigt, hvilket resulterer i lav genanvendelseseffektivitet. Laserskæringsteknologi bruger lasere med specifikke bølgelængder til at opvarme den klæbende film, blødgøre og skrælle den af. Samtidig bruges lasere med lav-effekt til at skære langs modulernes kanter, hvilket realiserer den ikke-destruktive adskillelse af glas- og aluminiumsrammer.
Dette forbedrer glasgenanvendelsesgraden markant, og genbrugsglass lystransmittans adskiller sig kun lidt fra den for nyt glas, hvilket gør det muligt at bruge det direkte i produktionen af nye moduler. Praksis fra genbrugsvirksomheder viser, at efter indførelse af laserskærende genbrugsteknologi øges genbrugsgevinsten af glas fra udrangerede moduler, og genbrugscyklussen forkortes.
Til genanvendelse af siliciummaterialer fra pensionerede celler spiller laserskæremaskiner en nøglerolle. Ved at bruge ultraviolette lasere til at pille sølvpastaen, elektroderne og tynde filmlag på celleoverfladen lag for lag af, kan den fuldstændige genanvendelse af siliciumwafers opnås, og renheden af de genbrugte siliciummaterialer opfylder standarderne for siliciummaterialer af PV-kvalitet.
Traditionelle kemiske peelingmetoder producerer en stor mængde surt-baseret spildevand, mens lasergenbrugsprocesser ikke genererer forurenende emissioner, hvilket reducerer mængden af spildevandsbehandling under genanvendelse af siliciummateriale. Data viser, at når genbrugte siliciummaterialer bruges til fremstilling af nye celler, er deres konverteringseffektivitet kun lidt forskellig fra den for jomfruelige siliciummaterialer, og omkostningerne reduceres, hvilket giver en økonomisk gennemførlig løsning til cirkulær udnyttelse af PV siliciummaterialer.
Samtidig kan laserskæremaskiner også nøjagtigt adskille og skære aluminiumsrammer og kobbertråde i udrangerede moduler. Metalgenanvendelsesgraden er relativt høj, og de afskårne metaller kan sendes direkte til stålværker til omsmeltning, hvilket reducerer spild af metalressourcer og fremmer solcelleindustrien for at opnå fuld-livscyklus grøn udvikling, der dækker "fremstilling - brug - genbrug".
IV. Fremme teknologisk iteration til at lede PV-industrien i omkostningsreduktion og effektivitetsforbedring
Kontinuerlige innovationer inden for laserskæringsteknologi bryder konstant gennem PV-industriens behandlingsgrænser. Fra udstyrsintelligens til procesintegration driver de solcelleindustrien til at reducere omkostningerne og forbedre effektiviteten, hvilket sætter skub i den store-udvikling af industrien.
Med hensyn til udstyrsintelligens er laserskæremaskiner dybt integreret med AI og maskinsynsteknologier for at opnå fuld-procesautomatiseret behandling.
Linjescanningskameraer med høj-opløsning-samler cellebilleder i realtid, og AI-algoritmer identificerer automatisk celledefekter og planlægger optimale skærestuer, hvilket forkorter parameterfejlretningstiden markant. I mellemtiden kan de adaptive skæresystemer, der er udstyret i udstyret, automatisk justere lasereffekten og skærehastigheden i henhold til cellernes tykkelse, hvilket forbedrer koblingseffektiviteten af celler med forskellige specifikationer og opfylder behovene for multi-varietet og stor-batchproduktion i PV-industrien.
Procesintegration er en anden vigtig udviklingsretning for laserskæringsteknologi. Næste-generations laserskæremaskiner kan integrere flere processer, såsom skæring, affasning og boring, og realiserer "en-opspænding og multi-procesbehandling". Dette reducerer antallet af cellehåndteringsoperationer, hvilket mindsker risikoen for beskadigelse.
I behandlingen af HJT-celler kan laserudstyr f.eks. fuldføre celleskæring, kantaffasning og elektrodeboring på én gang, hvilket forbedrer bearbejdningseffektiviteten og reducerer udstyrets gulvplads, hvilket væsentligt sænker virksomhedernes investeringsomkostninger i værksteder og udstyr.
Derudover fortsætter energiforbruget af laserskæremaskiner med at falde, hvilket fremmer grøn fremstilling i PV-industrien.
Indførelsen af nye fiberlasere resulterer i højere elektro-optisk konverteringseffektivitet, reducerer energiforbruget sammenlignet med traditionelle lasere og opnår betydelige elbesparelser i cellebehandlingsprocessen. Samtidig reducerer den ikke-skærende væskebearbejdningsteknologi, der anvendes af udstyret, mængden af behandling af farligt affald, hvilket er i overensstemmelse med den lave-kulstofudviklingstendens i PV-industrien.
--Rayther Laser Jack Sun--