पीवी बेसिक्स: सोलर सेल टैबर स्ट्रिंगर मशीन
पीवी बेसिक्स: सोलर सेल टैबर स्ट्रिंगर मशीन
फोटोवोल्टिक मॉड्यूल निर्माण प्रक्रिया में, सोलर सेल टैबर स्ट्रिंगर मशीन सोलर सेलों के बीच विद्युत कनेक्शन बनाने के लिए मुख्य उपकरणों में से एक है। इसका मुख्य कार्य अलग-अलग सोलर सेलों को इंटरकनेक्शन रिबन के साथ सोल्डर करना और उन्हें श्रृंखला में जोड़कर एक डिज़ाइन किए गए वोल्टेज आउटपुट वाली सेल स्ट्रिंग बनाना है।
एक स्थिर स्ट्रिंगिंग प्रक्रिया सीधे मॉड्यूल पावर, उपस्थिति गुणवत्ता, ईएल प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करती है। आधुनिक पीवी मॉड्यूल फैक्ट्रियों के लिए, विशेष रूप से वे जो एमबीबी, हाफ-सेल, पीईआरसी, टीओपीसीओएन, एचजेटी या अन्य उन्नत मॉड्यूल का उत्पादन करती हैं, टैबर स्ट्रिंगर की सटीकता और स्थिरता बहुत महत्वपूर्ण है।
सोलर सेल टैबर स्ट्रिंगर मशीनों का वर्गीकरण
स्वचालन स्तर और सोल्डरिंग प्रक्रिया के अनुसार, टैबर स्ट्रिंगर मशीनों को आम तौर पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।
मैनुअल टैबर स्ट्रिंगर
मैनुअल टैबर स्ट्रिंगर में ऑपरेटरों को हाथ से सोलर सेल और रिबन रखने की आवश्यकता होती है। सोल्डरिंग प्रक्रिया भी मैन्युअल रूप से या बहुत सरल सहायक उपकरणों के साथ पूरी की जाती है।
मुख्य विशेषताएं:
कम उपकरण निवेश लागत
छोटे बैच उत्पादन, पायलट लाइन, प्रयोगशाला परीक्षण या प्रशिक्षण उद्देश्यों के लिए उपयुक्त
कम उत्पादन दक्षता
कम स्थिति सटीकता
सेल टूटने और सोल्डरिंग असंगति का उच्च जोखिम
बड़े पैमाने के PV मॉड्यूल कारखानों में आज मैन्युअल स्ट्रिंगिंग का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, लेकिन यह अभी भी R&D वातावरण या बहुत छोटे उत्पादन सेटअप में देखा जा सकता है।
अर्ध-स्वचालित टैबर स्ट्रिंगर
एक अर्ध-स्वचालित टैबर स्ट्रिंगर सेल फीडिंग या रिबन सोल्डरिंग प्रक्रिया के हिस्से को स्वचालित करता है, जबकि कुछ चरणों में अभी भी मैन्युअल सहायता की आवश्यकता होती है, जैसे स्ट्रिंग हैंडलिंग, इंटरकनेक्शन, या लोडिंग और अनलोडिंग।
मुख्य विशेषताएं:
मध्यम उत्पादन दक्षता
छोटी और मध्यम आकार की उत्पादन लाइनों के लिए उपयुक्त
पूर्ण स्वचालित उपकरणों की तुलना में कम निवेश
ऑपरेटर कौशल पर अधिक निर्भरता
पूर्ण स्वचालित मशीनों की तुलना में सोल्डरिंग गुणवत्ता में अधिक भिन्नता
अर्ध-स्वचालित उपकरण उन निर्माताओं के लिए एक संक्रमणकालीन समाधान हो सकता है जो मैन्युअल उत्पादन से स्वचालित PV मॉड्यूल निर्माण की ओर अपग्रेड कर रहे हैं।
पूर्ण स्वचालित टैबर स्ट्रिंगर
एक पूर्ण स्वचालित टैबर स्ट्रिंगर पूरी प्रक्रिया को स्वचालित रूप से पूरा करता है, जिसमें सेल लोडिंग, सेल पोजिशनिंग, रिबन फीडिंग, सोल्डरिंग, स्ट्रिंग ट्रांसफर, और अगली उत्पादन प्रक्रिया से कनेक्शन शामिल है।
मुख्य विशेषताएं:
उच्च पोजिशनिंग सटीकता, आमतौर पर मशीन कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर लगभग ±0.1 मिमी
उच्च उत्पादन क्षमता, अक्सर मुख्यधारा की हाई-स्पीड मशीनों के लिए प्रति घंटे लगभग 6,800 से 8,000 सेल तक पहुँचती है
स्थिर सोल्डरिंग गुणवत्ता
निरंतर उत्पादन लाइनों के लिए उपयुक्त
आधुनिक PV मॉड्यूल प्रौद्योगिकियों जैसे MBB, हाफ-सेल, और उच्च दक्षता वाले सेल प्रारूपों के साथ बेहतर संगतता
मुख्यधारा के फोटोवोल्टिक मॉड्यूल निर्माताओं के लिए, पूर्ण स्वचालित टैबर स्ट्रिंगर मानक विकल्प बन गए हैं क्योंकि वे उच्च क्षमता, बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण और कम श्रम निर्भरता का समर्थन करते हैं।
कार्य सिद्धांत और मुख्य प्रक्रिया
टैबर स्ट्रिंगर का कार्य सिद्धांत सटीक सेल पोजिशनिंग, स्थिर रिबन फीडिंग, नियंत्रित सोल्डरिंग तापमान और निरंतर स्ट्रिंग निर्माण पर आधारित है। हालांकि विभिन्न मशीन ब्रांड विभिन्न यांत्रिक लेआउट का उपयोग कर सकते हैं, मूल प्रक्रिया समान है।
सेल लोडिंग और ट्रांसफर
सौर सेल को पहले सेल कैसेट से अलग किया जाता है। कई मशीनों में, एयर नाइफ का उपयोग सेल को धीरे से अलग करने और पतली वेफर्स के बीच आसंजन को कम करने के लिए किया जाता है। फिर सक्शन नोजल, बेल्ट या रोबोटिक हैंडलिंग सिस्टम सेल को उठाते हैं और उन्हें क्रम में सोल्डरिंग स्टेशन पर भेजते हैं।
यह चरण सुचारू और कम तनाव वाला होना चाहिए, क्योंकि आधुनिक सौर सेल पतले होते जा रहे हैं, और यदि हैंडलिंग बल को अच्छी तरह से नियंत्रित नहीं किया गया तो माइक्रोक्रैक दिखाई दे सकते हैं।
विज़न पोजिशनिंग सिस्टम
विज़न पोजिशनिंग सिस्टम आमतौर पर सौर सेल पर मार्क पॉइंट या संदर्भ विशेषताओं को कैप्चर करने के लिए औद्योगिक CCD या CMOS कैमरों का उपयोग करता है। इमेज प्रोसेसिंग के बाद, सिस्टम सेल की स्थिति और कोण विचलन की गणना करता है।
मोशन कंट्रोल सिस्टम फिर सोल्डरिंग से पहले सेल को सही स्थिति में समायोजित करने के लिए मैकेनिकल आर्म या पोजिशनिंग प्लेटफॉर्म को निर्देशित करता है। यह रिबन ऑफसेट, खराब संरेखण और छिपे हुए सोल्डरिंग दोषों से बचने के लिए आवश्यक है।
रिबन सोल्डरिंग प्रक्रिया
रिबन सोल्डरिंग प्रक्रिया में आमतौर पर प्रीहीटिंग और सोल्डरिंग शामिल है।
प्रीहीटिंग:
सोल्डरिंग फिक्स्चर या सोल्डरिंग क्षेत्र को हीटिंग ज़ोन, जैसे हॉट प्लेट या हीटिंग लैंप बॉक्स के माध्यम से प्रीहीट किया जाता है। कई प्रक्रियाओं में, मुख्य सोल्डरिंग चरण से पहले तापमान 110°C से ऊपर बढ़ा दिया जाता है। प्रीहीटिंग थर्मल शॉक को कम करने और सोल्डर वेटिंग में सुधार करने में मदद करता है।
सोल्डरिंग:
मशीन फ्लक्स-उपचारित रिबन को सौर सेल की बसबार या ग्रिड लाइन पर रखती है। नियंत्रित दबाव और हीटिंग तापमान के तहत, रिबन पर सोल्डर परत पिघल जाती है और सौर सेल के सिल्वर इलेक्ट्रोड के साथ एक मजबूत बंधन बनाती है।
अच्छी सोल्डरिंग से मजबूत आसंजन, कम श्रृंखला प्रतिरोध, चिकनी रिबन संरेखण और सेल पर न्यूनतम थर्मल या यांत्रिक तनाव प्राप्त होना चाहिए।
सेल स्ट्रिंग निर्माण
सोल्डरिंग के बाद, सेल एक-एक करके जुड़ते हैं और एक पूर्व निर्धारित लंबाई के साथ एक सेल स्ट्रिंग बनाते हैं, जैसे प्रति स्ट्रिंग 10 सेल, प्रति स्ट्रिंग 12 सेल, या मॉड्यूल डिज़ाइन के आधार पर अन्य कॉन्फ़िगरेशन।
तैयार सेल स्ट्रिंग को फिर अगली प्रक्रिया में स्थानांतरित किया जाता है, जैसे लेअप, बसिंग, निरीक्षण, या लेमिनेशन तैयारी।
टैबर स्ट्रिंगर मशीनों में प्रमुख प्रौद्योगिकियां
उच्च-सटीकता पोजिशनिंग
उच्च-सटीकता स्थिति निर्धारण दृष्टि प्रणाली और गति नियंत्रण एल्गोरिदम दोनों पर निर्भर करता है। CCD या CMOS कैमरे सेल की स्थिति को कैप्चर करते हैं, जबकि PID नियंत्रण जैसे नियंत्रण एल्गोरिदम मशीन को तेजी से और सटीक रूप से गति को सही करने में मदद करते हैं।
उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादन के लिए, सेल और रिबन के बीच संरेखण त्रुटि को आमतौर पर 0.2 मिमी के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। यदि विचलन बहुत बड़ा है, तो सामान्य समस्याओं में ऑफसेट सोल्डरिंग, खराब उपस्थिति, बढ़ी हुई श्रृंखला प्रतिरोध, या यहां तक कि छिपे हुए विश्वसनीयता जोखिम शामिल हो सकते हैं।
वेल्डिंग तापमान नियंत्रण
स्ट्रिंग सोल्डरिंग में तापमान नियंत्रण सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है। सोल्डरिंग तापमान स्थिर होना चाहिए और आमतौर पर प्रक्रिया रेसिपी के आधार पर ±5°C जैसी संकीर्ण सीमा के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
सामान्य हीटिंग विधियों में शामिल हैं:
इन्फ्रारेड हीटिंग: तेज तापमान वृद्धि, पतली रिबन के लिए उपयुक्त, विशेष रूप से 0.15 मिमी या उससे कम मोटाई वाले रिबन के लिए
हॉट प्लेट हीटिंग: बेहतर तापमान एकरूपता, उच्च-विश्वसनीयता सोल्डरिंग और स्थिर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त
यदि तापमान बहुत कम है, तो सोल्डर पूरी तरह से पिघल नहीं सकता है, जिससे कमजोर सोल्डर जोड़ या कोल्ड सोल्डरिंग हो सकती है। यदि तापमान बहुत अधिक है, तो यह सेल को नुकसान पहुंचा सकता है, थर्मल तनाव बढ़ा सकता है, या दीर्घकालिक मॉड्यूल विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
कम-क्षति सोल्डरिंग
आधुनिक सौर सेल पुरानी पीढ़ी के सेल की तुलना में पतले और अधिक नाजुक होते हैं। 130 μm से कम मोटाई वाले पतले सेल के लिए, यांत्रिक दबाव और थर्मल तनाव को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।
कई मशीनें सॉफ्ट-कॉन्टैक्ट सोल्डरिंग सिस्टम का उपयोग करती हैं, जैसे स्प्रिंग-लोडेड प्रेस हेड। दबाव आमतौर पर सेल प्रकार, रिबन प्रकार और सोल्डरिंग विधि के आधार पर लगभग 5 से 15 N की सीमा में नियंत्रित किया जाता है।
लक्ष्य विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए पर्याप्त संपर्क प्राप्त करना है, साथ ही दरारें, छिपी हुई फ्रैक्चर, किनारे की चिपिंग या अत्यधिक सेल बोइंग से बचना है।
पीवी मॉड्यूल निर्माण में व्यावहारिक अनुप्रयोग
टैबर स्ट्रिंगर का उपयोग पीवी मॉड्यूल उत्पादन के फ्रंट-एंड विद्युत इंटरकनेक्शन चरण में किया जाता है। इसका प्रदर्शन कई डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं और अंतिम मॉड्यूल गुणवत्ता को प्रभावित करता है।
सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
मानक क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल उत्पादन
हाफ-सेल मॉड्यूल उत्पादन
MBB और SMBB मॉड्यूल उत्पादन
PERC, TOPCon, HJT और अन्य उच्च दक्षता वाली सेल मॉड्यूल लाइनें
नए मॉड्यूल संरचनाओं के लिए पायलट उत्पादन लाइनें
अर्ध-स्वचालित से पूर्ण स्वचालित उत्पादन तक फैक्ट्री ऑटोमेशन उन्नयन
एक पूर्ण PV मॉड्यूल उत्पादन लाइन में, टैबर स्ट्रिंगर को सेल कटिंग, लेअप, बसिंग, EL परीक्षण, लेमिनेशन, फ्रेमिंग, जंक्शन बॉक्स स्थापना, IV परीक्षण और अंतिम निरीक्षण प्रणालियों के साथ मिलकर काम करना चाहिए। स्ट्रिंगिंग चरण में क्षमता या प्रक्रिया स्थिरता में बेमेल पूरे कारखाने के लिए आसानी से अड़चन बन सकता है।
Ooitech का दृष्टिकोण
विभिन्न PV मॉड्यूल उत्पादन लेआउट के साथ काम करने वाले उपकरण आपूर्तिकर्ता के रूप में, Ooitech टैबर स्ट्रिंगर को केवल सोल्डरिंग मशीन से अधिक मानता है; यह एक प्रमुख प्रक्रिया-नियंत्रण बिंदु है जो यह निर्धारित करता है कि मॉड्यूल लाइन स्थिर उपज और पूर्वानुमानित आउटपुट के साथ चल सकती है या नहीं। MBB, TOPCon, या पतली-सेल उत्पादन में उन्नयन करने वाले कारखानों के लिए, न केवल नाममात्र क्षमता पर ध्यान दिया जाना चाहिए, बल्कि रिबन नियंत्रण, सेल हैंडलिंग तनाव, तापमान एकरूपता और डाउनस्ट्रीम लेअप और बसिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए। एक अच्छा स्ट्रिंगिंग समाधान पूर्ण मॉड्यूल लाइन डिज़ाइन के साथ चुना जाना चाहिए, अन्यथा एक उच्च गति वाला स्ट्रिंगर वास्तविक उत्पादन दक्षता प्रदान करने में विफल हो सकता है।
