隨著鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的飛躍提升,從3.8%躍升至25.5%,這一技術(shù)已成為太陽能領(lǐng)域的璀璨新星。鈣鈦礦薄膜作為高效串聯(lián)太陽能電池的核心,其制備技術(shù)的進步是推動產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。然而,傳統(tǒng)旋涂工藝的局限性阻礙了鈣鈦礦薄膜的大規(guī)模生產(chǎn)。涂布印刷技術(shù)的引入,為鈣鈦礦薄膜的制備帶來了新的希望,但其對結(jié)晶動力學的精確控制提出了更高的要求。
生產(chǎn)工藝 狹縫涂布法的精密之道
優(yōu)質(zhì)鈣鈦礦薄膜的精確溶液覆蓋工藝是鈣鈦礦太陽能電池高效光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。在大面積鈣鈦礦薄膜的制備領(lǐng)域,狹縫涂布法以其卓越的連續(xù)生產(chǎn)能力和高可控性成為行業(yè)的新寵。這一技術(shù)的核心在于涂布機的精密結(jié)構(gòu),它由工作臺、氣浮龍門、涂布模頭和待涂覆基板組成。各部件相互配合,通過龍門移動或基板移動實現(xiàn)均勻涂布。在這個過程中,移動平臺的運行平穩(wěn)性是保證涂布工藝的關(guān)鍵技術(shù)指標之一,直接關(guān)系到涂布的均勻性。目前,涂布速度被限制在1-12mm/s的狹窄區(qū)間內(nèi),對速度波動的控制要求達到了近乎苛刻的程度。
平面狹縫涂布機結(jié)構(gòu)示意圖
需求和挑戰(zhàn) 涂布工藝的精度之戰(zhàn)
在低速運行的涂布工藝中,如何實現(xiàn)高精度的速度控制,成為了擺在工程師面前的難題。速度波動必須控制在極低的范圍內(nèi),這對傳統(tǒng)電機系統(tǒng)來說是一場嚴峻的考驗。涂布溶液的均勻性,如同畫家的筆觸,需要細膩而精確的掌控。任何微小的速度波動都可能導致涂布的不均勻,進而影響鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量和太陽能電池的性能。
科爾摩根 如何化解難題?
針對涂布工藝高精度速度控制的需求和挑戰(zhàn),科爾摩根運動控制專家為該應用推薦了IL無鐵芯直線電機搭配AKD伺服驅(qū)動器的直驅(qū)技術(shù)決方案。
IL直線電機嵌入鈣鈦礦涂布平臺
科爾摩根的IL直驅(qū)直線電機,以其創(chuàng)新的無鐵芯設(shè)計,輕量化移動部件,低發(fā)熱量和超低齒槽效應,為涂布機提供了理想的驅(qū)動解決方案。這種設(shè)計不僅減少了能量損耗,還提高了系統(tǒng)的響應速度和動態(tài)性能,使得電機能夠更加精準地執(zhí)行涂布過程中的每一個細微動作。嵌入式安裝的IL直線電機位于底板以下,為涂布平臺提供動力,這種布局不僅節(jié)省了空間,還降低了機械振動對涂布過程的影響。
科爾摩根的AKD驅(qū)動器,如同一位精于算計的戰(zhàn)略家,以其高速的刷新頻率和優(yōu)化的性能調(diào)整,實現(xiàn)出色的恒力和恒速性,并可針對剛性和柔性連接件進行濾波補償。為IL直線電機提供了精準的電流、速度和位置控制。在100mm/s的速度下,速度波動可精確控制到0.2‰,在10mm/s的低速下,波動控制在2.5%,這樣的精度控制,最大限度確保了涂布溶液涂覆的高均勻性。
10mm/s涂布速度速度峰峰值波動圖
客戶收益 效率質(zhì)量雙豐收
采用科爾摩根直驅(qū)技術(shù)解決方案,客戶不僅獲得了涂布速度和均勻性的顯著提升,還實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的大幅提高。這一解決方案為鈣鈦礦太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)提供了堅實的技術(shù)支持,推動了整個行業(yè)的進步。這不僅是產(chǎn)品質(zhì)量的一次飛躍,更是對能源未來的一份承諾。
隨著科爾摩根直驅(qū)技術(shù)在鈣鈦礦涂布工藝中的成功應用,我們看到了一個更加明亮、高效的太陽能電池時代正在到來。這不僅僅是一項技術(shù)的勝利,更是人類對可持續(xù)發(fā)展的不懈追求。攜手科爾摩根,共同筑造一個綠色、清潔、充滿希望的未來。