Dasar PV: Mesin Tabber Stringer Sel Surya

Dalam proses manufaktur modul fotovoltaik, mesin tabber stringer sel surya adalah salah satu peralatan inti untuk membangun koneksi listrik antar sel surya. Fungsi utamanya adalah menyolder sel surya individu dengan pita interkoneksi dan menghubungkannya secara seri untuk membentuk string sel dengan output tegangan yang dirancang.

Proses stringing yang stabil secara langsung mempengaruhi daya modul, kualitas penampilan, kinerja EL, dan keandalan jangka panjang. Untuk pabrik modul PV modern, terutama yang memproduksi modul MBB, half-cell, PERC, TOPCon, HJT, atau modul canggih lainnya, akurasi dan konsistensi tabber stringer sangat penting.

Klasifikasi Mesin Tabber Stringer Sel Surya

Menurut tingkat otomatisasi dan proses penyolderan, mesin tabber stringer umumnya dapat dibagi menjadi tiga jenis.

Tabber Stringer Manual

Tabber stringer manual memerlukan operator untuk menempatkan sel surya dan pita secara manual. Proses penyolderan juga dilakukan secara manual atau dengan alat bantu yang sangat sederhana.

Fitur utama:

• Biaya investasi peralatan lebih rendah

• Cocok untuk produksi skala kecil, lini percontohan, pengujian laboratorium, atau tujuan pelatihan

• Efisiensi produksi rendah

• Akurasi penentuan posisi lebih rendah

• Risiko lebih tinggi terhadap kerusakan sel dan ketidakkonsistenan penyolderan

Perangkaian manual jarang digunakan di pabrik modul PV skala besar saat ini, tetapi masih dapat ditemukan di lingkungan R&D atau pengaturan produksi yang sangat kecil.

Tabber Stringer Semi-Otomatis

Tabber stringer semi-otomatis mengotomatiskan sebagian proses pengumpanan sel atau penyolderan pita, sementara beberapa langkah masih memerlukan bantuan manual, seperti penanganan string, interkoneksi, atau pemuatan dan pembongkaran.

Fitur utama:

• Efisiensi produksi sedang

• Cocok untuk lini produksi kecil dan menengah

• Investasi lebih rendah dibandingkan dengan peralatan otomatis penuh

• Ketergantungan yang lebih tinggi pada keterampilan operator

• Variasi kualitas penyolderan lebih banyak daripada mesin otomatis penuh

Peralatan semi-otomatis dapat menjadi solusi transisi bagi produsen yang meningkatkan dari produksi manual ke manufaktur modul PV otomatis.

Tabber Stringer Otomatis Penuh

Tabber stringer otomatis penuh menyelesaikan seluruh proses secara otomatis, termasuk pemuatan sel, penentuan posisi sel, pengumpanan pita, penyolderan, transfer string, dan koneksi dengan proses produksi berikutnya.

Fitur utama:

• Presisi penentuan posisi tinggi, biasanya sekitar ±0,1 mm tergantung pada konfigurasi mesin

• Kapasitas produksi tinggi, sering mencapai sekitar 6.800 hingga 8.000 sel per jam untuk mesin berkecepatan tinggi mainstream

• Kualitas penyolderan yang stabil

• Cocok untuk lini produksi berkelanjutan

• Kompatibilitas yang lebih baik dengan teknologi modul PV modern seperti MBB, half-cell, dan format sel efisiensi tinggi

Untuk produsen modul fotovoltaik mainstream, tabber stringer otomatis penuh telah menjadi pilihan standar karena mendukung kapasitas yang lebih tinggi, kontrol proses yang lebih baik, dan ketergantungan tenaga kerja yang lebih rendah.

Prinsip Kerja dan Proses Inti

Prinsip kerja tabber stringer didasarkan pada penentuan posisi sel yang akurat, pengumpanan pita yang stabil, suhu penyolderan yang terkontrol, dan pembentukan string yang berkelanjutan. Meskipun merek mesin yang berbeda mungkin menggunakan tata letak mekanis yang berbeda, proses dasarnya serupa.

Pemuatan dan Transfer Sel

Sel surya pertama-tama dipisahkan dari kaset sel. Pada banyak mesin, pisau udara digunakan untuk memisahkan sel secara lembut dan mengurangi adhesi antar wafer tipis. Kemudian nosel hisap, sabuk, atau sistem penanganan robotik mengambil sel dan mengirimkannya ke stasiun penyolderan secara berurutan.

Langkah ini harus halus dan rendah tekanan, karena sel surya modern semakin tipis, dan retakan mikro dapat muncul jika gaya penanganan tidak terkontrol dengan baik.

Sistem Penentuan Posisi Visual

Sistem penentuan posisi visual biasanya menggunakan kamera CCD atau CMOS industri untuk menangkap titik Mark atau fitur referensi pada sel surya. Setelah pemrosesan gambar, sistem menghitung posisi sel dan deviasi sudut.

Sistem kontrol gerak kemudian memandu lengan mekanis atau platform penentuan posisi untuk menyesuaikan sel ke posisi yang benar sebelum penyolderan. Ini penting untuk menghindari offset pita, ketidaksejajaran, dan cacat penyolderan tersembunyi.

Proses Penyolderan Pita

Proses penyolderan pita biasanya mencakup pemanasan awal dan penyolderan.

Pemanasan awal:

Perlengkapan penyolderan atau area penyolderan dipanaskan terlebih dahulu melalui zona pemanas, seperti hot plate atau kotak lampu pemanas. Dalam banyak proses, suhu dinaikkan di atas 110°C sebelum tahap penyolderan utama. Pemanasan awal membantu mengurangi kejutan termal dan meningkatkan pembasahan solder.

Penyolderan:

Mesin menempatkan pita yang telah diberi fluks ke busbar atau garis grid sel surya. Di bawah tekanan terkontrol dan suhu pemanasan, lapisan solder pada pita meleleh dan membentuk ikatan yang kuat dengan elektroda perak sel surya.

Penyolderan yang baik harus mencapai adhesi yang kuat, resistansi seri rendah, keselarasan pita yang halus, dan tekanan termal atau mekanis minimal pada sel.

Pembentukan Rangkaian Sel

Setelah penyolderan, sel-sel dihubungkan satu per satu untuk membentuk rangkaian sel dengan panjang yang telah ditentukan, misalnya 10 sel per rangkaian, 12 sel per rangkaian, atau konfigurasi lain tergantung pada desain modul.

Rangkaian sel yang selesai kemudian dipindahkan ke proses berikutnya, seperti penumpukan, bussing, inspeksi, atau persiapan laminasi.

Teknologi Kunci dalam Mesin Tabber Stringer

Penentuan Posisi Presisi Tinggi

Penentuan posisi presisi tinggi bergantung pada sistem visi dan algoritma kontrol gerakan. Kamera CCD atau CMOS menangkap posisi sel, sementara algoritma kontrol seperti kontrol PID membantu mesin mengoreksi pergerakan dengan cepat dan akurat.

Untuk produksi berkualitas tinggi, kesalahan penyelarasan antara sel dan pita umumnya harus dikontrol dalam 0,2 mm. Jika deviasi terlalu besar, masalah umum yang mungkin terjadi termasuk penyolderan yang tidak sejajar, tampilan yang buruk, peningkatan resistansi seri, atau bahkan risiko keandalan yang tersembunyi.

Kontrol Suhu Pengelasan

Kontrol suhu adalah salah satu faktor terpenting dalam penyolderan string. Suhu penyolderan harus stabil dan biasanya perlu dikontrol dalam rentang yang sempit, seperti ±5°C, tergantung pada resep proses.

Metode pemanasan umum meliputi:

• Pemanasan inframerah: Kenaikan suhu cepat, cocok untuk pita tipis, terutama pita dengan ketebalan 0,15 mm atau kurang

• Pemanasan hot plate: Keseragaman suhu lebih baik, cocok untuk penyolderan dengan keandalan tinggi dan produksi massal yang stabil

Jika suhu terlalu rendah, solder mungkin tidak meleleh sepenuhnya, menyebabkan sambungan solder lemah atau cold soldering. Jika suhu terlalu tinggi, dapat merusak sel, meningkatkan tekanan termal, atau mempengaruhi keandalan modul jangka panjang.

Penyolderan dengan Kerusakan Rendah

Sel surya modern lebih tipis dan lebih rapuh dibandingkan sel generasi lama. Untuk sel tipis dengan ketebalan di bawah 130 μm, tekanan mekanis dan tekanan termal harus dikontrol dengan hati-hati.

Banyak mesin menggunakan sistem penyolderan kontak lunak, seperti kepala tekan pegas. Tekanan biasanya dikontrol dalam kisaran sekitar 5 hingga 15 N, tergantung pada jenis sel, jenis pita, dan metode penyolderan.

Tujuannya adalah untuk mencapai kontak yang cukup untuk penyolderan yang andal sambil menghindari retakan, patahan tersembunyi, keripik tepi, atau lengkungan sel yang berlebihan.

Aplikasi Praktis dalam Manufaktur Modul PV

Tabber stringer digunakan pada tahap interkoneksi listrik awal produksi modul PV. Kinerjanya mempengaruhi beberapa proses hilir dan kualitas modul akhir.

Aplikasi tipikal meliputi:

• Produksi modul silikon kristalin standar

• Produksi modul setengah sel

• Produksi modul MBB dan SMBB

• Jalur modul sel efisiensi tinggi PERC, TOPCon, HJT, dan lainnya

• Jalur produksi percontohan untuk struktur modul baru

• Peningkatan otomatisasi pabrik dari produksi semi-otomatis menjadi otomatis penuh

Dalam jalur produksi modul PV yang lengkap, tabber stringer harus bekerja sama dengan sistem pemotongan sel, layup, bussing, pengujian EL, laminasi, framing, pemasangan junction box, pengujian IV, dan inspeksi akhir. Ketidakcocokan kapasitas atau stabilitas proses pada tahap stringing dapat dengan mudah menjadi hambatan bagi seluruh pabrik.

Pandangan Ooitech

Sebagai pemasok peralatan yang bekerja dengan berbagai tata letak produksi modul PV, Ooitech melihat tabber stringer lebih dari sekadar mesin solder; ini adalah titik kontrol proses utama yang menentukan apakah jalur modul dapat berjalan dengan hasil yang stabil dan output yang dapat diprediksi. Untuk pabrik yang meningkatkan ke produksi MBB, TOPCon, atau sel yang lebih tipis, perhatian harus diberikan tidak hanya pada kapasitas nominal, tetapi juga pada kontrol pita, tekanan penanganan sel, keseragaman suhu, dan kompatibilitas dengan proses layup dan bussing hilir. Solusi stringing yang baik harus dipilih bersama dengan desain jalur modul secara keseluruhan, jika tidak, stringer berkecepatan tinggi mungkin masih gagal memberikan efisiensi produksi yang nyata.