Qu'est-ce que le ruban PV et comment est-il fabriqué ?

Qu'est-ce qu'un ruban photovoltaïque et comment est-il fabriqué ?

Ruban PVest un conducteur crucial pour la transmission du courant dans les modules photovoltaïques en silicium cristallin. Il est généralement fabriqué à partir d’un matériau à base de cuivre à haute conductivité qui subit des processus de laminage, de recuit et d’étamage. En fonction de leur application, les rubans photovoltaïques sont principalement classés en rubans d'interconnexion et en rubans de jeux de barres.

Des rubans d'interconnexion connectent les cellules solaires adjacentes, conduisant le courant généré par les cellules vers la chaîne de cellules. Les rubans de barres omnibus, généralement de plus grande taille, collectent le courant des chaînes de cellules et le dirigent vers les bornes de sortie ou la boîte de jonction du module. Par conséquent, la précision dimensionnelle, la rectitude, l'uniformité du revêtement et les propriétés mécaniques du ruban ont un impact direct sur la stabilité du processus de soudage et la fiabilité à long terme du module.

Pourquoi le fil de cuivre doit-il être enroulé en ruban plat ?

Le fil de cuivre rond traditionnel ne peut pas être utilisé directement dans les modules photovoltaïques ; il nécessite une déformation plastique pour modifier sa forme en coupe transversale, transformant le matériau d'un profil rond en une bande plate avec un rapport largeur/épaisseur précis.

Dans la production de rubans, la fonction principale du processus de laminage n'est pas simplement « d'aplatir le fil de cuivre », mais d'obtenir une largeur, une épaisseur, une qualité de bord et une planéité stables grâce à une déformation contrôlée. Les fluctuations de largeur peuvent affecter l'alignement de la soudure, une épaisseur inégale a un impact sur la cohérence de la résistance électrique et une mauvaise rectitude peut entraîner des irrégularités d'enroulement et un étamage instable dans les étapes suivantes.

Par conséquent, le processus de laminage du ruban PV nécessite un contrôle simultané de la déformation du matériau, de la coordination de la tension, de l’inspection dimensionnelle et de la qualité de la surface.

Processus de fabrication du ruban PV

Un typiqueLigne de production de ruban photovoltaïqueutilise du fil de cuivre sans oxygène TU1 comme matière première. Grâce à des processus tels que le tréfilage en plusieurs étapes, le laminage de précision, le recuit continu, le traitement de flux, l'étamage à chaud et l'enroulement automatique, il réalise la fabrication continue de rubans conducteurs plats étamés à partir de fil de cuivre rond.

Du fil de cuivre au processus de fabrication du ruban photovoltaïque

Machine à dessiner

Support à 4 rouleaux

Recuit

Revêtement d'étain

Changement automatique de bobine

Reprise de précision

Fil de cuivre rond → Tréfilage → Laminage de précision → Recuit → Traitement de flux → Étamage à chaud → Enroulement automatique

Principaux défis de fabrication

1. Contrôle de la largeur et de l'épaisseur

La largeur et l'épaisseur du ruban déterminent la zone de contact de soudure, la cohérence de la résistance électrique et la stabilité de la disposition du module. Pour les jeux de barres larges et minces, même les fluctuations mineures lors du laminage sont amplifiées lors des étapes ultérieures d'étamage et d'enroulement.

2. Planéité et rectitude des bandes

La planéité et la rectitude de la bande affectent le chemin lors de l'étamage, la stabilité de la tension et la propreté de l'enroulement. Une mauvaise rectitude entraîne un déplacement de la bande, ce qui entraîne un enroulement inégal ou des temps d'arrêt pour les ajustements des processus ultérieurs.

3. Recuit et propriétés mécaniques

Les bandes de cuivre laminées nécessitent un recuit pour ajuster leurs propriétés mécaniques. Un recuit insuffisant entraîne une dureté excessive, ce qui entrave le soudage ultérieur et la réduction des contraintes dans le module ; à l’inverse, un recuit excessif peut compromettre la stabilité de la production et la cohérence dimensionnelle.

4. Uniformité du revêtement en étain

L'étamage à chaud nécessite une couverture complète de la surface et des bords du ruban. Un revêtement trop fin nuit à la soudabilité, tandis qu'un revêtement trop épais augmente la consommation de matière et peut affecter la cohérence dimensionnelle.

5. Cohérence de l'enroulement

Le remontage automatique affecte non seulement l'apparence du produit, mais également son emballage, son transport et son utilisation ultérieurs. Des facteurs tels que le contrôle de la tension, les mécanismes de déplacement servocommandés et les méthodes de changement de bobine déterminent l'étanchéité du bobinage et l'alignement des bords.

Pourquoi la mesure en ligne est importante

Dans le cadre d'une production continue, les contrôles ponctuels manuels ne peuvent pas fournir d'informations en temps opportun sur les variations de largeur et d'épaisseur se produisant pendant le processus de laminage. La mesure laser en ligne surveille les écarts dimensionnels en temps réel et transmet les données à l'interface opérateur, permettant aux opérateurs d'ajuster rapidement les paramètres du processus.

Pour les fabricants de rubans photovoltaïques, la valeur de l'inspection en ligne réside non seulement dans la détection des produits non conformes, mais également dans la minimisation des variations d'un lot à l'autre et dans l'amélioration de la cohérence tout au long de la production continue.

Gamme de produits typique

Les dimensions finies courantes des barres omnibus PV vont de 3 à 8 mm de largeur et de 0,2 à 0,4 mm d'épaisseur. Les exigences spécifiques concernant les dimensions, les tolérances, l'épaisseur du revêtement d'étain et les propriétés mécaniques sont déterminées par la conception des modules, les processus de soudage et les normes de produits des clients.

Conclusion

La fabrication de rubans photovoltaïques n’est pas un processus impliquant une seule pièce d’équipement ; il s'agit plutôt d'un processus continu et intégré comprenant le tréfilage, le laminage, le recuit, l'étamage, l'inspection et le bobinage. Pour la fabrication de modules photovoltaïques à haut rendement, des dimensions de ruban stables, une bonne rectitude, un revêtement d'étain uniforme et des propriétés mécaniques contrôlables sont fondamentales pour garantir la qualité de la soudure des modules et leur fiabilité à long terme.