Einführung

In der Solarmodulfertigung spielt die Solarzellen-Ritzmaschine eine entscheidende Rolle. Sie ist nicht nur eine Kernausrüstung zur Steigerung der Moduleffizienz, sondern auch ein Schlüsselwerkzeug zur Senkung der Produktionskosten und Optimierung des Fertigungsablaufs.

Wie die Laserschneidemaschine funktioniert: Präzision trifft Effizienz

Die Kerntechnologie der Ritzmaschine liegt in der Laserbearbeitung. Eine Laserquelle emittiert einen hochenergetischen Strahl (typischerweise Nanosekunden- oder Pikosekunden-Pulslaser), der durch ein optisches System auf einen nur wenige zehn Mikrometer großen Punkt fokussiert wird. Wenn der Laser auf die Zelloberfläche trifft, erreicht der bestrahlte Bereich innerhalb extrem kurzer Zeit (Mikrosekundenbereich) seinen Schmelz- oder Verdampfungspunkt und ermöglicht so präzises Schneiden.

Wichtige Daten, die dies untermauern:

• Schnittpräzision: Laserritzen erreicht eine Schnittpräzision von ±10 Mikrometern, weit besser als die ±50 Mikrometer des traditionellen mechanischen Schneidens, was glatte Zellkanten und stabile elektrische Leistung gewährleistet.

• Wärmeeinflusszone (WEZ): Die WEZ-Breite der Laserbearbeitung beträgt normalerweise weniger als 20 Mikrometer, was thermische Schäden an der Zelle erheblich reduziert und die Umwandlungseffizienz schützt.

• Berührungslose Bearbeitung: Laserritzen erfordert keinen physischen Kontakt mit der Zelle, vermeidet mechanische Spannungen und erreicht eine Schnittausbeute von 99,5 % oder mehr.

Warum müssen wir Solarzellen ritzen?

1. Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz

Reduzierung von Einkapselungsverlusten: Laut dem ITRPV-Bericht sinkt der Modulleistungsverlust nach Einführung der Halbzellen-Technologie (Zellen in zwei Hälften schneiden) um etwa 2 % bis 3 %, während die Ausgangsleistung um 5 % bis 10 % steigt. Am Beispiel eines typischen 72-Zellen-Moduls kann der Leistungsgewinn durch die Halbzellen-Technologie über 10 W betragen.

Optimierung des Moduldesigns: Bei Halbzellen halbiert sich der Strom, der Widerstand sinkt auf 1/4 und der Leistungsverlust verringert sich um das Vierfache. Zudem ist der Hot-Spot-Effekt bei Halbzellenmodulen deutlich geringer, was die Modullebensdauer um 10 % bis 15 % verlängert.

2. Senkung der Herstellungskosten

Reduzierung von Materialabfällen: Durch Laser-Ritztechnologie verbessert sich die Materialausnutzung der Zellen auf über 98 %, während traditionelles mechanisches Schneiden nur etwa 95 % erreicht.

Senkung der Betriebs- und Wartungskosten: Geritzte Module arbeiten mit höherem Wirkungsgrad und senken die Betriebs- und Wartungskosten langfristig um etwa 5 % bis 10 %.

3. Optimierung des Produktionsablaufs

Vereinfachung des Lötprozesses: Geritzte Zellen sind kleiner, wodurch die Lötfehlerrate auf unter 0,1 % sinkt und die Modulproduktionsausbeute deutlich steigt.

Steigerung der Produktionseffizienz: Die Laser-Ritzmaschine kann mit Geschwindigkeiten von bis zu 1200 mm/s schneiden, wobei eine Einheit über 5000 Zellen pro Tag produziert, was die Gesamtanlageneffizienz erheblich verbessert.

4. Erfüllung verschiedener Marktanforderungen

Anpassung an verschiedene Anwendungen: Geritzte Zellen können flexibel angeordnet werden, um Anforderungen von privaten Dachanlagen bis hin zu großen Freiflächenkraftwerken zu erfüllen. Zum Beispiel kann die Multi-Cut-Technologie (wie 1/3-Schnitt, 1/4-Schnitt) die Moduleffizienz weiter verbessern und eignet sich für hocheffiziente PERC-, TOPCon- und Heterojunction- (HJT) Zellen.

Die Ritzmaschine besteht typischerweise aus einem Ladebereich, Ritzbereich und Entladebereich. Einige High-End-Geräte verfügen zusätzlich über eine Trocknungszone oder integrierte Lötfunktion. Am Beispiel einer selbst entwickelten, schnellen wasserunterstützten zerstörungsfreien Ritzmaschine wie der CTC-80S umfassen ihre innovativen Technologien:

• Laser-Ritzen: An beiden Enden der Zelle werden Ritzlinien von maximal 2 mm Länge mit einer Tiefe von 40 % angebracht, um präzise Schnittstartpunkte zu gewährleisten.

• Heizung + Wasserstrahl: Ein 300-W-Laser erhitzt die Ritzlinie, gefolgt von Wasserkühlung. Durch das Prinzip der Wärmeausdehnung und -kontraktion spaltet sich die Zelle entlang der Ritzlinie.

• Zerstörungsfreies Schneiden: Der gesamte Prozess ist mechanisch spannungsfrei, erzeugt glatte Schnittkanten ohne Beeinträchtigung der Zellleistung, mit einer Schnittausbeute von bis zu 99,8%.

Die Solarzellen-Ritzmaschine ist nicht nur das Präzisionsskalpell der PV-Modulproduktion – sie ist eine treibende Kraft, die die Branche zu höherer Effizienz und niedrigeren Kosten führt. Von der Steigerung der Moduleffizienz über die Senkung der Herstellungskosten, von der Optimierung des Produktionsablaufs bis zur Erfüllung unterschiedlicher Anforderungen – die Rolle der Ritzmaschine ist unersetzlich.

Ooitechs Perspektive

Ooitech glaubt: Die Laser-Ritztechnologie macht präzises und berührungsloses Schneiden zum entscheidenden Hebel für die hocheffiziente, kostengünstige Herstellung von Solarmodulen.