Einführung in das Löten von PV-Ribbons
Bei der Herstellung von Solarmodulen dienen Interconnect-Ribbons als wesentliches leitfähiges Verbindungselement zwischen den einzelnen Solarzellen. Die Qualität der Lötverbindungen hat direkten Einfluss auf den Wirkungsgrad der Stromerzeugung, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Moduls.
PV-Ribbons bestehen in der Regel aus hochleitfähigem Kupfer mit einer Zinnlegierungsbeschichtung – entweder bleifreiem Lot wie SAC305 oder konventionellem bleihaltigem Lot – und sorgen für niederohmige elektrische Verbindungen zwischen den Solarzellen. Um die für praktische Anwendungen erforderliche Spannung zu erreichen, werden üblicherweise 60–72 Zellen mit jeweils etwa 0,5 V in Reihe geschaltet.
Die PV-Interconnect-Ribbon-Maschine, beispielsweise die Convenwe CRM2026-PV, ist eine zentrale Anlage für diesen kritischen Prozess. Der automatisierte Lötprozess ersetzt nicht nur die geringere Effizienz und Prozessstabilität des manuellen Lötens, sondern bewältigt durch technologische Innovationen auch die besonderen Herausforderungen beim Löten moderner Solarzellen wie TOPCon und HJT.
Typische Ribbon-Abmessungen und Leistungsfähigkeit der Sky Bluer Anlagen
PV-Ribbons werden je nach Zelltyp und Moduldesign in unterschiedlichen Breiten und Dicken hergestellt. Zu den üblichen Abmessungen gehören:
- Ribbon-Breite: 0,8 mm, 1,0 mm, 2,0 mm
- Ribbon-Dicke: 0,1 mm–0,3 mm
- Länge: kundenspezifisch für String-Verbindungen in Modulen mit 60–72 Zellen
Die Produktionslinien für PV-Interconnect-Ribbons von Sky Bluer sind darauf ausgelegt, sowohl diese Standardabmessungen als auch kundenspezifische Dimensionen mit hoher Präzision zu verarbeiten. Die integrierten Systeme unterstützen sowohl konventionelle als auch moderne Zelltechnologien und ermöglichen die Herstellung von Ribbons mit anspruchsvollen Toleranzanforderungen bei gleichzeitig hoher Produktionsgeschwindigkeit.
Dadurch wird die Kompatibilität mit HJT-, TOPCon- und PERC-Zellen gewährleistet, ohne dass ein Anlagenwechsel erforderlich ist.
Kernprozess: Löttemperaturregelung und Technologie für Multi-Material-Kompatibilität
Temperaturregelung: die „Kunst des thermischen Gleichgewichts“ mit einer Präzision von ±5 ℃
Die Löttemperatur ist ein entscheidender Faktor für zuverlässige Verbindungen zwischen PV-Ribbon und Solarzelle. Dabei muss ein präzises Gleichgewicht zwischen einer „ausreichenden Aufschmelzung des Lots“ und der „Vermeidung thermischer Zellschäden“ erreicht werden.
Die üblichen Löttemperaturen liegen zwischen 220 ℃ und 280 ℃ und werden abhängig vom Zelltyp und den Eigenschaften des PV-Ribbons dynamisch angepasst:
- HJT-Zellen: Sie sind dünner (≤160 μm) und temperaturempfindlich und erfordern daher 220 ℃–250 ℃
- TOPCon-Zellen: Sie benötigen 250 ℃–270 ℃ zur Optimierung des Kontaktwiderstands
- BC-Zellen: Sie profitieren von Niedertemperaturlöten bei 220 ℃–250 ℃ mit stufenweiser Erwärmung, um verdeckte Mikrorisse zu reduzieren
Die Convenwe CRM2026-PV verwendet eine patentierte Tunnel-Lichtbox und eine PID-Regelung im geschlossenen Regelkreis. Mehrpunkt-Thermoelemente und Infrarot-Thermografie gewährleisten eine Temperaturstabilität von ±5 ℃ und verhindern dadurch kalte Lötstellen, Überlötung oder eine Beeinträchtigung der rückseitigen Passivierungsschicht.
Daten aus Modulfabriken zeigen, dass die Ausbeute beim String-Löten selbst bei modernen Zelltechnologien konstant über 99 % liegt.
Multi-Material-Kompatibilität: Überwindung von „Materialauswahlbarrieren“
Mit der Weiterentwicklung der Solartechnologie von PERC zu TOPCon und HJT müssen Produktionsanlagen unterschiedliche Solarzellen, Ribbons und Flussmittel verarbeiten können. Bei konventionellen Lötverfahren ist für unterschiedliche Zelltypen häufig ein Anlagenwechsel erforderlich.
Die neue String-Lötmaschine erreicht eine breite Materialkompatibilität durch:
- Stabiler Lötprozess mit patentierter Tunnel-Lichtbox: Zonenweise Infraroterwärmung und KI-generierte Temperaturkurven stabilisieren die aufgeschmolzenen Lötverbindungen auch bei anspruchsvollen Materialien.
- Dynamische Anpassung des Prozessfensters: Unterschiede bei Ribbon-Breite und Flussmittelaktivität werden durch eine schnelle SPS-gesteuerte Parameteranpassung ausgeglichen, sodass ein Modellwechsel in weniger als 30 Minuten möglich ist.
KI-Unterstützung: intelligentes Löten für gleichbleibende Qualität
Qualitätskontrolle in Echtzeit: von der nachgelagerten Prüfung zur Fehlervermeidung im Prozess
Das KI-basierte Bildverarbeitungssystem erkennt während des Lötprozesses Ribbon-Versatz (±0,05 mm), Hohlstellen in Lötverbindungen, verdeckte Mikrorisse und weitere Fehler.
In Kombination mit der Online-EL-Nachprüfung kann das System mehr als 50 komplexe Fehlerarten mit einer Übereinstimmung von 99,9 % klassifizieren und damit mehrere manuelle Prüfaufgaben ersetzen.
Hocheffiziente Integration: 4-in-1-Produktionskonzept
Die neue integrierte Maschine kombiniert Zellschneiden, Löten, String-Anordnung und Stapellöten und reduziert dadurch den Produktionszyklus eines einzelnen Moduls auf 36 Sekunden.
Hochsteife Roboterarme und dynamische Bahnalgorithmen gewährleisten eine Wiederholpositioniergenauigkeit von ±0,06–0,2 mm.
Praktischer Nutzen – Kostenreduzierung, Effizienz und nachhaltige Produktion
Anwendungsfälle aus einer 13-GW-Produktionsstätte für N-Typ-Zellen zeigen, dass die intelligenten String-Lötmaschinen von Sky Bluer folgende Vorteile erzielen:
- Reduzierung der Arbeitskosten: KI ersetzt die manuelle Nachprüfung
- Energieoptimierung: Präzise Temperaturregelung reduziert Verschwendung
- Flexible Produktion: Schnelle Anpassung an Zellformate von 156 mm–230 mm
Branchentrends: die Zukunft des PV-Ribbon-Lötens
Mit der Entwicklung von Solarmodulen hin zu „höherem Wirkungsgrad, dünneren Wafern und Gridless-Technologie“ zeichnen sich beim Lötprozess drei wesentliche Trends ab.
Erstens das Niedertemperaturlöten, um HJT-Zellen möglichst ohne thermische Schäden zu verlöten. Zweitens das bleifreie Löten, bei dem bleihaltige Lote als Reaktion auf Umweltanforderungen zunehmend ersetzt werden. Drittens die Embedded-Löttechnologie, mit der der Kontaktwiderstand weiter reduziert werden soll.
Die Wettbewerbsfähigkeit der Anlagen wird sich künftig vor allem auf ein breiteres Prozessfenster, einen höheren Automatisierungs- und Intelligenzgrad sowie niedrigere Gesamtproduktionskosten konzentrieren.
Fazit: intelligentes, effizientes und nachhaltiges PV-Ribbon-Löten
Das Löten von PV-Ribbons ist längst nicht mehr nur ein einfacher Verbindungsschritt, sondern ein entscheidender Faktor für Wirkungsgrad, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Solarmodulen.
Durch die Integration einer präzisen Temperaturregelung, einer hohen Multi-Material-Kompatibilität und KI-gestützter Inspektion ermöglichen moderne Lötanlagen wie die Lösungen von Sky Bluer den Herstellern, auf sich verändernde Marktanforderungen zu reagieren, Kosten zu senken und eine nachhaltigere Produktion zu realisieren.
Gehen Sie den nächsten Schritt zu einer effizienteren Solarmodulproduktion und entdecken Sie die intelligenten Lötanlagen und Lösungen von Sky Bluer Environmental Technology Co., Ltd.
