Trong sản xuất mô-đun quang điện, hàn liên kết (còn được gọi là hàn thanh cái hoặc bussing) là một quy trình quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ tin cậy và chi phí sản xuất của mô-đun. Bước thiết yếu này diễn ra sau khi hàn chuỗi tế bào và có nhiệm vụ kết nối nhiều chuỗi tế bào thông qua các dải dẫn điện, tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh có khả năng tạo ra điện. Khi công nghệ quang điện phát triển—đặc biệt là với việc giảm độ dày của tấm wafer và tế bào—hàn liên kết phải đối mặt với những thách thức ngày càng tăng. Bài viết này xem xét sự cần thiết, nguyên tắc hoạt động, ưu điểm và những thách thức tiềm ẩn của việc hàn liên kết tự động trong sản xuất quang điện.
Hãy tưởng tượng việc xử lý các tấm wafer silicon mỏng manh như cánh ve sầu—chỉ cần một chút sơ suất cũng có thể gây ra gãy vỡ. Điều này đại diện cho thực tế hiện tại của sản xuất quang điện. Khi ngành công nghiệp tiếp tục giảm độ dày của tấm wafer và tế bào để giảm chi phí sản xuất, quá trình hàn đã trở nên ngày càng chính xác. Ngay cả những thay đổi nhiệt độ nhỏ cũng có thể gây ra các vết nứt siêu nhỏ làm giảm độ tin cậy lâu dài. Hơn nữa, số lượng thanh cái ngày càng tăng trên các tế bào năng lượng mặt trời làm tăng các điểm hàn, đòi hỏi hiệu quả và tính nhất quán cao hơn. Hàn thủ công không còn đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất quang điện quy mô lớn hiện đại, khiến công nghệ hàn liên kết tự động trở nên cần thiết.
Hàn liên kết mô-đun quang điện đóng vai trò là một bước sản xuất then chốt, trong đó các chuỗi tế bào từ máy tabber-stringer được kết nối bằng các dải dẫn điện (thường là dải đồng tráng thiếc) để tạo thành các mạch song song. Quá trình này thu thập dòng điện do các tế bào năng lượng mặt trời tạo ra và dẫn nó qua các hộp nối. Chất lượng của hàn liên kết ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra, hiệu suất chuyển đổi và độ tin cậy lâu dài của mô-đun.
Quy trình làm việc hàn liên kết tiêu chuẩn bao gồm:
Các vật liệu chính bao gồm:
So với hàn thủ công, tự động hóa mang lại những lợi ích đáng kể:
Các hệ thống tự động cho phép sản xuất tốc độ cao liên tục, rút ngắn đáng kể thời gian chu kỳ. Máy hàn tự động hiện đại thường hoàn thành một mô-đun trong 30 giây—so với 3-4 phút bằng thủ công—tăng cường công suất đầu ra.
Tự động hóa kiểm soát chính xác nhiệt độ, áp suất và thời gian, đảm bảo tính nhất quán. Sự thay đổi của con người trong hàn thủ công thường dẫn đến các khuyết tật như mối nối nguội, trong khi tự động hóa giảm thiểu các vấn đề như vậy, cải thiện tỷ lệ sản lượng.
Mặc dù đầu tư ban đầu cao hơn, tự động hóa làm giảm chi phí dài hạn thông qua việc giảm nhân công, hiệu quả vật liệu và tăng năng suất. Nó cũng làm giảm việc sửa chữa và loại bỏ phế liệu do các khuyết tật hàn.
Tự động hóa loại bỏ các tác vụ thủ công lặp đi lặp lại đồng thời giảm sự tiếp xúc của người lao động với khói hàn thông qua các hệ thống hút tích hợp.
Hàn tự động tạo ra các mô-đun đáng tin cậy hơn, nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường—một yếu tố quan trọng trong ngành công nghiệp quang điện đòi hỏi khắt khe hiện nay.
Các hệ thống tiêu chuẩn bao gồm:
Quy trình làm việc tự động bao gồm:
Sử dụng bức xạ hồng ngoại để làm nóng đồng đều, có thể kiểm soát—mặc dù tương đối tốn nhiều năng lượng.
Sử dụng cảm ứng điện từ để làm nóng nhanh chóng, hiệu quả—yêu cầu thiết bị tinh vi.
Cung cấp nhiệt cục bộ, chính xác với tác động nhiệt tối thiểu—chi phí thiết bị cao hơn.
Đơn giản hơn và giá cả phải chăng hơn, nhưng tạo ra các mối hàn chất lượng thấp hơn.
Việc lựa chọn thiết bị nên tính đến:
Các hệ thống hiện đại đáp ứng các kích thước tế bào khác nhau (M6, M10, G12), với các mẫu tiên tiến cho phép thay đổi dây chuyền sản xuất linh hoạt.
Hàn liên kết tự động hiện phục vụ:
Các xu hướng mới nổi bao gồm:
Mặc dù một số nhà sản xuất và phòng thí nghiệm nhỏ vẫn sử dụng các phương pháp thủ công, nhưng vẫn còn những nhược điểm đáng kể:
Khi công nghệ quang điện phát triển—đặc biệt là hướng tới các tấm wafer mỏng hơn—hàn liên kết tự động đã trở nên không thể thiếu để sản xuất các mô-đun năng lượng mặt trời hiệu suất cao, đáng tin cậy. Bằng cách cải thiện hiệu quả, chất lượng và hiệu quả chi phí đồng thời nâng cao an toàn tại nơi làm việc, công nghệ này thể hiện một lợi thế chiến lược trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời cạnh tranh. Những tiến bộ trong tương lai trong các hệ thống hàn thông minh, linh hoạt và tích hợp sẽ củng cố hơn nữa khả năng sản xuất quang điện.
Các nhà sản xuất nên đánh giá:
Các bước được đề xuất bao gồm nghiên cứu thị trường kỹ lưỡng, hợp tác với các nhà cung cấp có uy tín, các chương trình đào tạo người vận hành và thực hiện các hệ thống quản lý chất lượng mạnh mẽ để đảm bảo việc áp dụng tự động hóa thành công.
