عملية تصنيع الألواح الشمسية: التصفيح
عملية تصنيع الألواح الشمسية: التصفيح
اليوم ننظر إلى إحدى العمليات الرئيسية في تصنيع الوحدات الشمسية: التصفيح.
في خط إنتاج الوحدات الكهروضوئية، التصفيح ليس مجرد خطوة تسخين. إنها واحدة من أهم العمليات التي تحدد الأداء النهائي والموثوقية والمظهر والعمر الافتراضي للوحة الشمسية النهائية. من خلال التحكم في درجة الحرارة والتفريغ والضغط، يتم ربط الخلايا الشمسية والزجاج وطبقة التغليف EVA أو POE والطبقة الخلفية والمواد الأخرى في وحدة متكاملة صلبة.
عملية تصفيح جيدة تساعد في تحسين إنتاج الطاقة على المدى الطويل وحماية الوحدة من الرطوبة والإجهاد الميكانيكي والدوران الحراري والظروف الجوية الخارجية. إذا لم يتم التحكم في التصفيح جيدًا، فقد تظهر مشاكل مثل الفقاعات وضعف الالتصاق وتشققات الخلايا وعيوب الحواف أو انخفاض تشابك طبقة التغليف.
مبدأ عمل آلة تصفيح الوحدات الشمسية
تتكون آلة تصفيح الألواح الشمسية النموذجية بشكل أساسي من الأجزاء التالية:
| الجزء الرئيسي | الوظيفة |
|---|---|
| اللوحة السفلية / لوحة التسخين | سطح تسخين مسطح. يتم تسخينه عادةً بواسطة الزيت عالي الحرارة أو قضبان التسخين الكهربائية للوصول إلى درجة حرارة العملية المطلوبة. |
| الغطاء العلوي | مزود بغشاء سيليكون وحلقة إغلاق ومكونات ذات صلة. يتحرك لأسفل لإغلاق الحجرة ويطبق الضغط عبر الغشاء. |
| الحجرة العلوية | المسافة بين الغطاء العلوي وغشاء السيليكون. |
| الحجرة السفلية | المسافة بين لوحة التسخين والغطاء العلوي بعد الإغلاق. |
| مضخة فراغ | يستخدم لتفريغ الحجرة العلوية أو السفلية وإزالة الهواء من مجموعة الوحدات. |
| مضخة هواء / نظام نفخ | يستخدم لنفخ الحجرة العلوية أو السفلية وتطبيق الضغط أثناء التصفيح. |
بعد فهم هذه الأجزاء الرئيسية، يمكننا النظر في كيفية عمل آلة التصفيح خطوة بخطوة.
الخطوة 1: إغلاق الغطاء
بعد دخول الوحدة إلى آلة التصفيح، يتحرك الغطاء العلوي لأسفل تحت قوة الأسطوانات الهيدروليكية. عندما يصل إلى الموضع الصحيح، يتلامس حلقة الختم على الغطاء العلوي مع اللوحة السفلية بإحكام، مما يخلق مساحة محكمة الإغلاق. هذه المساحة المحكمة هي الحجرة السفلية.
قد يبدو الرسم بسيطًا، لكنه يساعد في شرح الهيكل الأساسي بوضوح.
الخطوة 2: تفريغ الحجرة السفلية
تبدأ مضخة التفريغ في تفريغ الحجرة. في العديد من بيئات الإنتاج، تستغرق عملية التفريغ حوالي 6 دقائق، على الرغم من أن الوقت المحدد يعتمد على نوع الوحدة، مادة التغليف، تصميم آلة التصفيح، ووصفة العملية.
أثناء التفريغ، تكون اللوحة السفلية مسخنة بالفعل. بمجرد دخول الوحدة إلى آلة التصفيح، يتم تسخينها باستمرار حتى تقترب من درجة الحرارة المحددة للوحة التسخين. في هذه المرحلة من التسخين، يبدأ فيلم التغليف في الذوبان، متحولاً من الحالة الصلبة إلى الحالة المتدفقة.
تسمح بيئة التفريغ للهواء والغازات المتطايرة داخل مادة التغليف المنصهرة ومجموعة الوحدات بالهروب. هذا مهم جدًا. إذا لم تتم إزالة الغاز المحبوس قبل أن تبدأ مادة التغليف في المعالجة، فقد تبقى فقاعات داخل الوحدة بعد التصفيح.
الخطوة 3: نفخ الحجرة العلوية وضغط التصفيح
بعد التفريغ، يتم نفخ الحجرة العلوية. الغشاء السيليكوني مادة مرنة، لذا يتمدد ويتشوه تحت ضغط الهواء. ثم يضغط بإحكام على سطح الوحدة ويطبق ضغطًا موحدًا.
يساعد هذا الضغط في دفع الفقاعات المتبقية خارج الوحدة. في نفس الوقت، يؤدي مزيج الحرارة والضغط إلى بدء مادة التغليف المتدفقة في المعالجة والترابط المتقاطع. تتحول مادة التغليف تدريجيًا من حالة شبيهة بالسائل إلى طبقة ربط صلبة مستقرة.
يوضح هذا المخطط أنه بعد النفخ، يتناسب الغشاء السيليكوني بإحكام مع الوحدة. كما يساعد في منع خروج مادة التغليف المنصهرة بشكل مفرط تحت الضغط.
الخطوة 4: تثبيت الضغط والمعالجة
عندما تصل الحجرة العلوية إلى الضغط المطلوب، تحافظ آلة التصفيح على هذا الضغط لفترة زمنية معينة. خلال فترة الاحتفاظ هذه، يستمر المادة المغلفة في الارتباط العرضي حتى يتم تحقيق درجة الارتباط العرضي المطلوبة.
بعد اكتمال العملية، يتم نفخ الحجرة السفلية لتحرير حالة الفراغ. في نفس الوقت، يتم تفريغ الحجرة العلوية لتحرير الضغط. ثم ينفصل الغطاء العلوي عن اللوحة السفلية، وينتقل الوحدة إلى غرفة التبريد قبل التفريغ.
هذا المخطط من موقع إلكتروني يعطي فكرة عامة عن سير العملية.
ملاحظات هامة حول العملية
قطعة قماش غير لاصقة مطلوبة
الوحدة لا تتلامس مباشرة مع غشاء السيليكون أو لوحة التسخين. يتم وضع طبقة من القماش غير اللاصق بينهما. وظيفتها الرئيسية هي منع التصاق EVA المنصهر أو أي مادة مغلفة أخرى بلوحة التسخين أو غشاء السيليكون.
آلات التصفيح الحديثة عادة ما تستخدم ثلاث غرف عمل
معظم آلات تصفيح الوحدات الكهروضوئية الحديثة مصممة بثلاث غرف عمل، ولكل غرفة غرض عملية مختلف.
| المرحلة | الغرض الرئيسي | خاصية العملية النموذجية |
|---|---|---|
| المرحلة الأولى | إذابة المادة المغلفة وإزالة فقاعات الهواء | درجة حرارة منخفضة، فراغ، وضغط أصغر. عادة حوالي 120 درجة مئوية حسب المادة والوصفة. |
| المرحلة الثانية | الارتباط العرضي للمادة المغلفة والترابط النهائي | درجة حرارة أعلى وضغط أعلى. عادة حوالي 140 درجة مئوية حسب المادة والوصفة. |
| المرحلة الثالثة | التبريد وتثبيت الشكل | فراغ، ضغط صغير جدًا، ودرجة حرارة لوحة منخفضة حوالي 20 درجة مئوية لتبريد الوحدة. |
سبب استخدام ثلاث مراحل هو بشكل أساسي تحسين كفاءة الإنتاج واستقرار العملية.
في المرحلة الأولى، الهدف الرئيسي هو إذابة المادة المغلفة وإزالة فقاعات الهواء. يجب ألا تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، ويجب ألا يكون الضغط كبيرًا جدًا. إذا بدأت المادة المغلفة في الارتباط العرضي مبكرًا جدًا، فقد لا تخرج الفقاعات الداخلية بشكل صحيح، وستبقى الفقاعات داخل الوحدة النهائية.
في المرحلة الثانية، الهدف الرئيسي هو التشابك. تكون درجة الحرارة أعلى والضغط أكبر، مما يساعد على تسريع تفاعل معالجة المادة المغلفة وتحسين أداء الترابط.
في المرحلة الثالثة، التبريد هو المهمة الرئيسية. هناك حاجة إلى ضغط صغير فقط لتقليل التشوه أو الانحناء أثناء التبريد.
التشوهات الشائعة في عملية التصفيح
| العيب | الأسباب المحتملة |
|---|---|
| فقاعات على سطح الخلية الشمسية | درجة حرارة المرحلة الأولى مرتفعة جدًا، تشابك المادة المغلفة قبل هروب الفقاعات، حالة فراغ غير طبيعية، سرعة فراغ غير كافية، أو وقت فراغ قصير جدًا. |
| فقاعات تشبه رقاقات الثلج عند الحواف أو الزوايا الأربع | قد يكون ارتفاع إطار التصفيح غير مناسب، أو حجم الإطار لا يتناسب مع اللوح بشكل صحيح. |
| قوة التقشير أو درجة التشابك غير مؤهلة | درجة حرارة منخفضة جدًا، ضغط صغير جدًا، وقت احتجاز قصير جدًا، أو مشكلة في جودة المادة المغلفة. |
| تشققات في الخلايا بعد التصفيح | ضغط التصفيح مرتفع جدًا، وجود أجسام غريبة على القماش عالي الحرارة، أو سطح قماش غير مستوٍ. |
| فقاعات حول منطقة الشريط | مشكلة في جودة التدفق، عدم جفاف التدفق بالكامل، أو مشاكل متعلقة ببقايا اللحام. |
لضمان جودة اللوح المستقرة، لا ينبغي نسخ وصفات التصفيح بشكل أعمى من منتج إلى آخر. قد تتطلب سماكات الزجاج المختلفة، تقنية الخلايا، نوع المادة المغلفة، حجم اللوح، هيكل الطبقة الخلفية، وسرعة الإنتاج تعديل الوصفة.
رؤية Ooitech
كمورد للمعدات، نحن نرى الأمر بهذه الطريقة: التصفيح غالبًا ما يكون حيث تصبح الانحرافات الصغيرة في العملية مشاكل جودة مرئية، لذلك يجب على المصانع التعامل مع وصفة آلة التصفيح كمعامل إنتاج خاضع للتحكم، وليس مجرد إعداد آلة. بالنسبة للألواح عالية الكفاءة مثل MBB وTOPCon وIBC والمنتجات المبلطة، فإن الضغط الموحد، أداء الفراغ المستقر، ومناطق التسخين الصحيحة مهمة بشكل خاص لأن بنية الخلية وتصميم التوصيل البيني يمكن أن يكونا أكثر حساسية للإجهاد. تعتقد Ooitech أن خط الألواح الجيد لا يتعلق فقط بشراء المعدات، بل أيضًا بمطابقة التدريب على العملية، سلوك المواد، والصيانة اليومية في نظام إنتاج واحد مستقر.
