Produzione di pannelli solari ottimizzata grazie ai lettori ID Cognex In-Sight

Cognex: La produttività dell'azienda tedesca Wurth Solar, fabbricante di celle solari, si attesta al 90% ed è in costante crescita. Würth Solar GmbH & Co. KG in Schwäbisch Hall (Germania) producono moduli solari dall'ottobre 2006 avvalendosi della tecnologia CIS. La realizzazione di schede a circuiti stampati (PCB) sui substrati di vetro è un processo molto complesso. Sono stati i precursori del rivestimento CIS nonché i leader nella realizzazione di moduli solari dalle dimensioni di 1200 mm x 600 mm presso l'installazione pilota di Marbach, nel 2000. Dall'avvio della produzione in Germania, Würth Solar ha collaborato con AIT Göhner GmbH, un partner Cognex di integrazione con sede a Stuttgart, per implementare la rintracciabilità dei dati mediante i lettori ID In-Sight allo scopo di aumentare la produttività e ottimizzare la qualità dei prodotti.

Stabilire l'origine dei difetti prima che sia troppo tardi

I moduli Würth Solar sono realizzati con celle solari multistrato di rame/indio/selenio disposte in serie, con un rivestimento spesso 4 micron. Anche in condizioni di poca luminosità, il rendimento è ottimale. Nella produzione di queste celle è importante raccogliere tutti i dati qualitativi dalle piastre di substrato da ogni macchinario produttivo. Tuttavia, i singoli risultati qualitativi giungono solo al termine del processo produttivo, quando si testano le prestazioni dei moduli 120 x 60 cm nel simulatore solare. Pertanto è solo a questo punto che si stabilisce se un modulo è effettivamente in grado di fornire la resa desiderata (circa 80 watt), probabilmente a causa di variazioni di qualità. Ciò significa che gli ingegneri Würth Solar scoprono la validità dei risultati solo alla fine del complesso processo di rivestimento. Se i dati qualitativi non sono stati raccolti precedentemente, sarà già troppo tardi stabilire l'origine dei difetti.

Evitare confusioni grazie a DataMatrix

Per una perfetta garanzia di qualità occorre assegnare le piastre di vetro a singole stazioni di ispezione mediante l'identificazione del codice DataMatrix. I dati qualitativi vengono registrati ogni terza o quarta fase del processo produttivo. Il codice DataMatrix è utilizzato per verificare se la piastra assegnata ai dati raccolti è stata effettivamente elaborata. La rottura del vetro può essere una delle cause per le quali vengono creati gruppi di dati relativi a una piastra non più esistente. La codifica DataMatrix evita confusioni.

La sfida - trovare un lettore ID in grado di leggere i codici in condizioni complicate

Il codice viene applicato come un'incisione mediante un sistema laser. La sfida consisteva nel trovare un sistema di visione adatto a leggere i codici. Ma la difficoltà più grande dei codici DataMatrix laser applicati sul vetro era il basso contrasto tra l'incisione e la superficie circostante. Dopo aver controllato diversi prodotti, si è deciso di utilizzare i lettori ID Cognex, i sensori di visione In-Sight 5400/5100. I lettori ID rilevano e decodificano anche i codici più complessi su superfici problematiche, raggiungendo distanze di lettura di oltre due metri. Seguono al laser 19 fasi di elaborazione, la cosiddetta "nascita" della targa che comprende l'applicazione del rivestimento base con successiva strutturazione del laser, che conferisce alle targhe la forma a cellule. In questa fase è importante effettuare un'ispezione qualitativa, poiché seguirà la fase produttiva principale previo lavaggio della targa. Il rivestimento CIS è applicato sulle targhe a 600° C. Dopo un trattamento chimico per l'applicazione di un rivestimento tampone, il codice DataMatrix viene nuovamente controllato. Quindi viene applicato ossido di zinco che forma un contatto frontale permeabile alla luce per la cella solare, a completamento del fotodiodo. Nella successiva fase di finitura, le targhe ricevono ulteriori fori destinati ai componenti elettronici di guida per i contatti.

600 pannelli solari al giorno!

Per finire, il substrato di vetro rivestito viene legato in modo permanente al vetro di copertura. Il pannello solare CIS è quindi pronto per molteplici applicazioni, che vanno dai tradizionali collettori solari alla produzione di energia elettrica sui tetti e sulle facciate di abitazioni fino alle soluzioni indipendenti e di prodotti integrati.

I lettori ID Cognex permettono di massimizzare il rendimento su tutte le stazioni di lavoro

Questa breve panoramica del complesso processo produttivo illustra la varietà dei fattori che possono influenzare la qualità dei moduli solari CIS. La perfetta rintracciabilità dei dati produttivi con il lettore ID Cognex ha creato le basi per il perfezionamento delle stazioni di lavoro singole. Würth Solar è entusiasta dell'affidabilità e della semplicità dei lettori ID e del software AIT, e ancora di più dei risultati. Attualmente progetta di impiegare ulteriori stabilimenti produttivi per portare l'attuale produttività da 600 moduli solari al giorno a 1.100 moduli.