في إنتاج الوحدات الكهروضوئية، يعد اللحام البيني (المعروف أيضًا باسم لحام القضبان أو التوصيل) عملية حاسمة تؤثر بشكل مباشر على أداء الوحدة، والموثوقية، وتكاليف الإنتاج. تتبع هذه الخطوة الأساسية لحام سلسلة الخلايا وتعمل على توصيل سلاسل خلايا متعددة عبر شرائط موصلة، مما يشكل دائرة كهربائية كاملة قادرة على إخراج الطاقة. مع تقدم تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية - خاصة مع التخفيض المستمر في سمك الرقائق والخلايا - يواجه اللحام البيني تحديات متزايدة. تستعرض هذه المقالة الضرورة، ومبادئ العمل، والمزايا، والتحديات المحتملة للحام البيني الآلي في تصنيع الخلايا الكهروضوئية.
تخيل التعامل مع رقائق السيليكون الهشة مثل أجنحة اليعسوب - حيث يمكن أن يتسبب أقل سوء في التعامل في حدوث كسور. يمثل هذا الواقع الحالي لتصنيع الخلايا الكهروضوئية. نظرًا لأن الصناعة تواصل تقليل سمك الرقائق والخلايا لخفض تكاليف الإنتاج، أصبحت عملية اللحام دقيقة بشكل متزايد. حتى الاختلافات الطفيفة في درجة الحرارة يمكن أن تحدث تشققات دقيقة تعرض الموثوقية على المدى الطويل للخطر. علاوة على ذلك، فإن العدد المتزايد من القضبان على الخلايا الشمسية يزيد من نقاط اللحام، مما يتطلب كفاءة واتساقًا أعلى. لم يعد اللحام اليدوي قادرًا على تلبية متطلبات الإنتاج الكهروضوئي الحديث على نطاق واسع، مما يجعل تكنولوجيا اللحام البيني الآلي ضرورية.
يعمل اللحام البيني لوحدات الخلايا الكهروضوئية كخطوة تصنيع محورية حيث يتم توصيل سلاسل الخلايا من آلات التبويب والربط باستخدام شرائط موصلة (عادةً شرائط نحاسية مطلية بالقصدير) لتشكيل دوائر متوازية. تجمع هذه العملية التيار المتولد بواسطة الخلايا الشمسية وتوجهه عبر صناديق التوصيل. تؤثر جودة اللحام البيني بشكل مباشر على خرج الطاقة للوحدة، وكفاءة التحويل، والموثوقية على المدى الطويل.
تتضمن سير عمل اللحام البيني القياسي ما يلي:
تشمل المواد الرئيسية ما يلي:
بالمقارنة مع اللحام اليدوي، يوفر التشغيل الآلي فوائد كبيرة:
تمكن الأنظمة الآلية الإنتاج المستمر عالي السرعة، مما يقلل بشكل كبير من دورات التشغيل. عادةً ما يكمل اللحامون الآليون الحديثون وحدة في 30 ثانية - مقابل 3-4 دقائق يدويًا - مما يعزز سعة الإنتاج.
يتحكم التشغيل الآلي بدقة في درجة الحرارة والضغط والمدة، مما يضمن الاتساق. غالبًا ما يؤدي التباين البشري في اللحام اليدوي إلى عيوب مثل الوصلات الباردة، بينما يقلل التشغيل الآلي من هذه المشكلات، مما يحسن معدلات الإنتاجية.
على الرغم من الاستثمار الأولي الأعلى، فإن التشغيل الآلي يخفض التكاليف على المدى الطويل من خلال تقليل العمالة، وكفاءة المواد، ومكاسب الإنتاجية. كما أنه يقلل من إعادة العمل والنفايات من عيوب اللحام.
يزيل التشغيل الآلي المهام اليدوية المتكررة مع تقليل تعرض العمال لأبخرة اللحام من خلال أنظمة الاستخراج المتكاملة.
ينتج اللحام الآلي وحدات أكثر موثوقية، مما يعزز القدرة التنافسية في السوق - وهو عامل حاسم في صناعة الخلايا الكهروضوئية المتطلبة اليوم.
تتكون الأنظمة القياسية من:
يتضمن سير العمل الآلي ما يلي:
يستخدم الأشعة تحت الحمراء للتسخين المنتظم والتحكم فيه - على الرغم من أنه يستهلك طاقة كبيرة نسبيًا.
يوظف الحث الكهرومغناطيسي للتسخين السريع والفعال - يتطلب معدات متطورة.
يوفر تسخينًا دقيقًا وموضعيًا بأقل تأثير حراري - تكاليف معدات أعلى.
أبسط وأكثر تكلفة، ولكنه ينتج لحامات ذات جودة أقل.
يجب أن يأخذ اختيار المعدات في الاعتبار:
تستوعب الأنظمة الحديثة أحجام الخلايا المختلفة (M6، M10، G12)، مع تمكين النماذج المتقدمة لعمليات تغيير خط الإنتاج المرنة.
يخدم اللحام البيني الآلي الآن:
تشمل الاتجاهات الناشئة ما يلي:
في حين أن بعض الشركات المصنعة والمختبرات الصغيرة لا تزال تستخدم الطرق اليدوية، إلا أن هناك عيوبًا كبيرة تبقى:
مع تقدم تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية - خاصة نحو الرقائق الأنحف - أصبح اللحام البيني الآلي ضروريًا لتصنيع وحدات شمسية عالية الأداء وموثوقة. من خلال تحسين الكفاءة والجودة وفعالية التكلفة مع تعزيز السلامة في مكان العمل، تمثل هذه التكنولوجيا ميزة استراتيجية في صناعة الطاقة الشمسية التنافسية. ستعمل التطورات المستقبلية في أنظمة اللحام الذكية والمرنة والمتكاملة على تعزيز قدرات التصنيع الكهروضوئية.
يجب على الشركات المصنعة تقييم:
تشمل الخطوات الموصى بها بحثًا شاملاً للسوق، والشراكة مع موردين ذوي سمعة طيبة، وبرامج تدريب المشغلين، وتنفيذ أنظمة إدارة الجودة القوية لضمان اعتماد التشغيل الآلي الناجح.
