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コグネックスのIn-Sight IDリーダにより最適化されたソーラーパネル生産

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コグネックスのIn-Sight ID リーダにより最適化されたソーラーパネル生産

ドイツの太陽電池メーカーWurth Solarの生産歩留り率は現在90%であり、今も向上し続けています。ドイツ、シュウェービッシュハルに拠点を構えるWürth Solar社は、2006年からCIS技術を活用して太陽電池モジュールを生産しています。ガラス基板上にプリント基板(PCB)を製造するのは非常に難しい仕事です。CISコーティング技術を開発した同社は、120cm × 60cmの太陽電池モジュールの開発におけるワールドリーダーであり、マールバッハでの試作品作成は2000年に遡ります。ドイツでの生産開始以来、Würth SolarはコグネックスのインテグレーションパートナーであるAIT Göhner社(シュトゥトガルト)と共同で、生産性の向上と生産品質を最適化するために、In-Sight IDリーダを使用したデータトラッキングを行っています。

不良の原因を突き止め、トラブルを未然に防ぐ
Würth Solarのモジュールは、銅/インジウム/セレンの太陽電池を重ね合わせた厚さ4ミクロンの多層式です。弱光条件でも高い出力が保証されます。そのため、各生産用機械で基板の品質データをすべて収集することが極めて重要です。しかし、120cm × 60cmのモジュールの性能が太陽電池シミュレータでテストされる最後の生産工程に至るまで品質の判断がつきません。 最後の工程でようやく、モジュールの出力(約80ワット)が期待値であるか、品質のばらつきが把握できます。 つまり、Würth Solarのエンジニアは、複雑なコーティング工程の最後の段階でしかその製品の成果を知ることができません。品質データが事前に収集されていなければ、不良原因を特定しても遅すぎてしまいます。

DataMatrix読み取りによる混乱回避
各検査ステーションに割り当てられるガラス板には、DataMatrix コード認識によってシームレスな品質保証を行う必要があります。 品質データは生産工程の3または4ステップごとに記録されます。DataMatrixコードを使用して、収集されたデータに割り当てられた基板が実際に処理されているかどうかを確認します。ガラスを破損すると、基板用に作成されたデータセットがなくなる原因となります。DataMatrixコードにより、このような混乱を防止します。

困難な条件下でコード読み取りを有すID リーダを探す
コードはレーザーシステムでエッチングされます。このコードを読み取るために適したビジョンシステムを選択することが課題となりました。ガラス上にレーザー刻印されたDataMatrixコードの処理で最も困難となるのは、エッジング部と周辺のコントラストが低い場合です。さまざまな製品を評価した結果、コグネックスのIDリーダIn-Sight 5400/5100ビジョンシステムが採用されることになりました。コグネックスのIDリーダは難しい表面上の異なるコードも検出およびデコードし、2メートル以上の読み取り距離でも利用可能です。レーザー処理の後19工程を経て「誕生」する基板の処理には、ベースコーティングのアプリケーションとその後の基板を携帯電話に似た形状に構成するレーザー処理も含まれます。プレートをいったん洗浄すると次に重要な生産工程に移るため、この時点における品質検査は非常に重要です。プレートには600℃でCISを塗布します。薬品処理の後バッファコーティングが行われ、DataMatrixコードを再チェックします。酸化亜鉛を塗布して太陽電池の前面接触部に光透過性部材を形成し、光ダイオードを完成します。次の最終仕上げ段階では、接点に送電する穴が開けられます。

毎日600枚のソーラーパネルを製造!
最後に、塗布が完了した基板ガラスにカバーガラスが取り付けられます。こうして、CISソーラーパネルは、屋根に設置して単純に太陽光発電するものから、家屋の一部として統合される製品、あるいはスタンドアローンソリューションなどさまざまなアプリケーションに利用されます。

ワークステーションの出力を最大にするコグネックスIDリーダ
複雑な生産工程で説明したとおり、CIS太陽電池モジュールの品質にはさまざまな要因が影響します。コグネックスのIDリーダを使用した生産データのシームレスなトラッキングにより、個別の作業ステーションを完璧なものに近付けることができました。Würth Solarは、導入結果ならびにIDリーダとAIT社のソフトウェアの信頼性、シンプルさ、および分かりやすい操作性に大変満足しています。2008年初頭、同社は、現行1日600個生産を2倍以上の1100モジュールにすべく他の生産工場への採用を計画しています。

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