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Kostensenkung bei der Fertigung von Solarzellen mit Hilfe von Robotern

Automatisierung in der Solarindustrie
Kostensenkung bei der Fertigung von Solarzellen mit Hilfe von Robotern

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Obwohl die Nachfrage nach Solarprodukten rasant steigt, ist die Herstellung von Strom mit Solarzellen noch immer teurer als die Stromproduktion mit fossilen Brennstoffen, allerdings rückt die sehnsüchtig erwartete „Grid Parity“ nicht zuletzt dank immer wirtschaftlicherer Produktionsmethoden allmählich näher. Wie in vielen anderen Bereichen, ist der Trend zur Automatisierung auch hier nicht mehr aufzuhalten.

Dem Einsatz von Robotersystemen bei verschiedenen Arbeitsschritten in der Solarindustrie sind kaum Grenzen gesetzt. So bearbeiten, inspizieren und sortieren Adept-Roboter Solarzellen bei verschiedenen Herstellern. Die Roboter erledigen den Transfer der Solarzellen von einem Arbeitsschritt zum nächsten extrem schnell. Dank fortgeschrittener Computeralgorithmen und Greifertechnologie sind die Roboter heute in der Lage, die schwierige Arbeit der Solarzellenherstellung zuverlässiger und gleichmäßiger zu verrichten, als dies manuell möglich wäre. Dadurch ist es möglich, die Solarzelle schnell und mit extrem niedrigen Bruchraten von einem zum nächsten Arbeitsschritt zu befördern.

Weil die Solarhersteller zu immer dünneren Silizium-Solarzellen umschwenken, wird eine noch empfindlichere Bearbeitung erforderlich sein, da die Zellen noch zerbrechlicher werden. Der Unterschied zwischen einer 150-Mikron-Solarzelle verglichen mit einer 300 Mikron starken Zelle ist beträchtlich, und die weitere Automatisierung ist hier unerlässlich. Das perfekte Zusammenspiel von Roboter und Greifer sowie harmonisierte Beschleunigungs- und Verzögerungsverläufe bei gleichzeitiger High-Speed-Roboterbewegung sind bei diesen extrem dünnen Wafern der Schlüssel zur Erreichung prozesssicherer Automatisierungslösungen.
Roboter werden zum Beispiel auch dazu genutzt, ganze Kassetten mit Wafern an eine Maschine weiterzuleiten, die den nächsten Arbeitsschritt einleitet, wie das Aufbringen einer Antireflexschicht auf die Zellen. Dann übergeben die Roboter das fertige Produkt an ein Fließband oder ein Tray, damit es zum nächsten Arbeitsschritt oder zur nächsten Maschine befördert wird. Der Vorteil ist hier die Geschwindigkeit, Präzision und Effizienz sowie natürlich die Möglichkeit, rund um die Uhr zu arbeiten. Außerdem werden bei einigen Prozessen Zellen mit einer Temperatur von 150 °C produziert. Hier ist die Automatisierung der einzige Weg, die Zellen zu bearbeiten, ohne darauf warten zu müssen, dass diese für eine manuelle Bearbeitung abgekühlt sind.
Roboter minimieren oder verhindern Bearbeitungsmängel und reduzieren deutlich den Anteil an Ausschussware, die aufgrund von Bedienungsfehlern entsteht. Mit Prüftechnologien, zum Beispiel dem Einsatz von Bildverarbeitungssystemen, können die Hersteller das Produkt bei jedem Arbeitsgang inspizieren und so vor dem nächsten Arbeitsschritt die einwandfreie Qualität des Produktes sicherstellen. Diese Technologie erlaubt dem Hersteller, schlechte Teile frühzeitig auszusortieren und so den Arbeitsablauf kontinuierlich zu optimieren.
Viele Hersteller erkennen inzwischen, dass der einzige Weg, um wettbewerbsfähig zu sein, darin besteht, Prozesse zu automatisieren. Eine typische Roboterzelle kann in der Minute ca. 45–75 Solarzellen bearbeiten und ist somit deutlich schneller als beim manuellen Prozess.
Adept Technology GmbH www.adept.de
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