太陽光発電モジュールの製造において、相互接続溶接（バスバー溶接またはバスイングとも呼ばれる）は、モジュールの性能、信頼性、および製造コストに直接影響を与える重要なプロセスとして位置づけられています。この不可欠なステップは、セルストリングのはんだ付けの後に行われ、導電性リボンを介して複数のセルストリングを接続し、電力出力を可能にする完全な電気回路を形成します。太陽光発電技術が進歩するにつれて、特にウェーハとセルの厚さが継続的に減少しているため、相互接続溶接はますます多くの課題に直面しています。この記事では、太陽光発電製造における自動相互接続溶接の必要性、動作原理、利点、および潜在的な課題について考察します。
まるでセミの羽のように繊細なシリコンウェーハを扱うことを想像してみてください。わずかな取り扱いミスでも、亀裂が生じる可能性があります。これは、太陽光発電製造の現状を表しています。業界が製造コストを下げるためにウェーハとセルの厚さを減らし続けているため、溶接プロセスはますます精密になっています。わずかな温度変化でさえ、長期的な信頼性を損なうマイクロクラックを引き起こす可能性があります。さらに、太陽電池のバスバーの数が増加しているため、溶接点が増え、より高い効率と一貫性が求められています。手動溶接は、現代の大規模太陽光発電製造の要件を満たすことができなくなり、自動相互接続溶接技術が不可欠になっています。
太陽光発電モジュール相互接続溶接は、タブストリンガーマシンからのセルストリングを導電性リボン（通常はスズメッキ銅ストリップ）を使用して接続し、並列回路を形成する重要な製造ステップとして機能します。このプロセスは、太陽電池によって生成された電流を集め、ジャンクションボックスを介して送ります。相互接続溶接の品質は、モジュールの電力出力、変換効率、および長期的な信頼性に直接影響します。
標準的な相互接続溶接ワークフローには、以下が含まれます。
主な材料には以下が含まれます。
手動溶接と比較して、自動化は大きなメリットをもたらします。
自動化システムは、連続的な高速生産を可能にし、サイクル時間を劇的に短縮します。最新の自動溶接機は、通常、1つのモジュールを30秒で完了します（手動の場合は3〜4分）これにより、出力容量が向上します。
自動化は、温度、圧力、および時間を正確に制御し、一貫性を確保します。手動溶接の人間のばらつきは、コールドジョイントなどの欠陥につながることが多く、自動化はこのような問題を最小限に抑え、歩留まりを向上させます。
初期投資は高くなりますが、自動化は、人件費の削減、材料効率、および生産性の向上を通じて、長期的なコストを削減します。また、溶接欠陥による手直しやスクラップも削減します。
自動化は、反復的な手作業を排除し、統合された抽出システムを介して、作業者の半田付けヒュームへの曝露を減らします。
自動溶接は、より信頼性の高いモジュールを製造し、市場競争力を高めます。これは、今日の要求の厳しい太陽光発電業界における重要な要素です。
標準的なシステムは、以下で構成されています。
自動化されたワークフローには、以下が含まれます。
均一で制御可能な加熱に赤外線放射を使用しますが、比較的エネルギーを消費します。
電磁誘導を使用して、迅速かつ効率的な加熱を行います。洗練された機器が必要です。
熱への影響を最小限に抑えながら、正確で局所的な加熱を実現します。機器コストが高くなります。
よりシンプルで手頃な価格ですが、溶接品質は低くなります。
機器の選択では、以下を考慮する必要があります。
最新のシステムは、さまざまなセルサイズ（M6、M10、G12）に対応しており、高度なモデルでは、柔軟な生産ラインの変更が可能です。
自動相互接続溶接は現在、以下に役立っています。
新たなトレンドには以下が含まれます。
一部の小規模メーカーやラボでは、まだ手動方式が使用されていますが、依然として大きな欠点があります。
太陽光発電技術が進歩するにつれて、特に薄型ウェーハに向かって、自動相互接続溶接は、高性能で信頼性の高い太陽光発電モジュールを製造するために不可欠なものになりました。効率性、品質、および費用対効果を向上させながら、職場の安全性を高めることで、この技術は、競争の激しい太陽光発電業界における戦略的優位性を表しています。スマートで柔軟性があり、統合された溶接システムの今後の進歩は、太陽光発電製造能力をさらに強化するでしょう。
メーカーは以下を評価する必要があります。
推奨される手順には、徹底的な市場調査、評判の良いサプライヤーとの提携、オペレーターのトレーニングプログラム、および成功した自動化の採用を確実にするための堅牢な品質管理システムの導入が含まれます。
