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La vision industrielle optimise la production de modules photovoltaïques à couches minces

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Le JENOPTIK-VOTANTM Solas 100/200 a été conçu pour le tracé au laser et/ou avec des aiguilles de motifs sur les modules photovoltaïques à couches minces à toutes les étapes du processus (P1, P2 et P3). Sur les machines standard, six caméras industrielles utilisent le logiciel de vision VisionPro® de Cognex pour maintenir la calibration de l'outil de traitement du matériau, déterminer l'état d'usure et vérifier que les modules photovoltaïques sont correctement traités. Avec un réglage, un traitement et l'inspection qualité qui s'ensuit ne prenant que 60 secondes par module, les fabricants peuvent atteindre un rendement intéressant sur le marché hautement concurrentiel de l'énergie renouvelable.

La technologie à couches minces, qui consiste à appliquer des semiconducteurs photoactifs sur un substrat de verre par évaporation ou pulvérisation, utilise moins d'énergie et de matériaux ce qui permet donc de réduire les coûts de fabrication par rapport aux cellules photovoltaïques en silicone. Avec des coûts de productions plus faibles, les fabricants peuvent donc fixer plus aisément leurs prix au moment même où l'Allemagne réduit ses aides.

Les cellules photovoltaïques à couches minces sont composées d'une couche métallique, d'un couche de semiconducteur et d'un couche transparente d'oxyde conductrice. À la première étape, le VOTAN Solas 100 utilise plusieurs lasers pour tracer des motifs sur la première couche, également appelée P1. Sur les modules CIS/CIGS, des outils mécaniques traitent les deux couches suivantes, P2 et P3. Un peigne à aiguille intégré trace avec précision les structures sur la surface à une vitesse pouvant atteindre 1,5 mètre par seconde. Chaque aiguille est individuellement actionnée et positionnée dans ce processus, permettant au système de s'ajuster rapidement aux différentes tailles de cellules et de réagir avec précision aux changements. L'alignement automatique des aiguilles réduit les temps de réglage pour obtenir un plus grand rendement.

Le système de vision enregistre la position réelle des outils en quelques secondes. En même temps, trois autres caméras mesurent la trajectoire P1 du panneau solaire amené automatiquement. Les caméras fournissent trois points de référence pour l'autoalignement et, en fonction de l'emplacement et de la position des structures P1, VisionPro fournit les données pour ajuster le système de coordonnées de la machine et corriger la trajectoire de l'outil. Le processus a pour objet de limiter le déplacement des structures P1 par rapport aux couches P2 et P3 pour conférer une efficacité optimale de la cellule. Les outils de traitement tracent ensuite les couches P2 et P3 avec une précision de position de l'ordre de 5 µm.

À la dernière étape d'inspection, deux autres caméras examinent de près le module photovoltaïque à nouveau et contrôlent la qualité au moyen du logiciel de vision VisionPro afin de déceler d'éventuelles micro-fissures, du verre brisé et d'éventuels détachements de particules des couches.

Cette machine avec le logiciel de vision VisionPro est rapide et facile à intégrer sur des lignes de production complexes. Le logiciel ne tient pas compte des changements insignifiants dans l'apparence du panneau photovoltaïque et se concentre sur les caractéristiques importantes pour la qualité des produits. Les outils complets de ce logiciel de vision leader mondial n'exigent aucun prétraitement complexe des images, ce qui accélère le développement de l'application et réduit les coûts de cycle de vie.

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