COMMENT FONCTIONNE LE PROCÉDÉ D’IMPRESSION DES CELLULES SOLAIRES DU FRAUNHOFER ?

COMMENT FONCTIONNE LE PROCÉDÉ D’IMPRESSION DES CELLULES SOLAIRES DU FRAUNHOFER ?

Production de cellules solaires à haut niveau

En collaboration avec la société Asys Automatisierungssysteme GmbH, le Fraunhofer ISE a mis au point un procédé de métallisation des cellules solaires en silicium. Grâce à ce procédé, il est possible de produire des cellules solaires dans une installation à haut débit en une fraction du temps précédent. Ce qui profite particulièrement aux plus grands fabricants de modules solaires.  Le revêtement est réalisé à l’aide des procédés de sérigraphie rotative et de flexographie.
L’installation, appelée Rock-Star, fonctionne une fois et demie plus vite que les autres installations, et le débit peut atteindre 8000 pièces par heure. Il est également possible d’utiliser des pièces pour d’autres domaines comme l’électronique de puissance, la technologie de l’hydrogène et les capteurs. Le temps de cycle est réduit à seulement 0,6 seconde par cellule solaire, ce qui représente une énorme amélioration de la gestion du temps par rapport aux 0,9 secondes utilisées jusqu’à présent dans le procédé de sérigraphie à plat.

Fonctionnement de l’installation

L’installation dispose d’un tout nouveau système de transport à haut débit. Lors de la fabrication des composants, les éléments sont transportés sur des navettes à une vitesse et une précision élevées devant des groupes d’impression de Gallus Ferd Rüesch AG, une entreprise de construction mécanique suisse, tout en étant enduits.
Une unité de sérigraphie rotative et une unité d’impression flexographique peuvent être mises en service. Certains procédés d’impression et de revêtement, comme l’héliogravure, peuvent également être intégrés grâce à leur conception. De cette manière, les composants peuvent être transportés à 600 mm/s et imprimés avec précision. Grâce à la métallisation des cellules solaires, les busbars et les grilles de cellules sont fixés sur la cellule solaire par sérigraphie.

Histoire de l’institut Fraunhofer

L’Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires fait partie de la Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. et se trouve à Fribourg-en-Brisgau. Il a été fondé en 1981 par Adolf Goetzberger. En 1983, l’ISE avait déjà réussi à développer un premier onduleur entièrement électronique. En 1986, le premier produit de série y a vu le jour avec un collecteur fluorescent pour l’alimentation en énergie et en 1989, le premier laboratoire en salle blanche a été ouvert pour le développement de cellules solaires. Depuis 1998, on y fabrique en outre des couches d’absorption solaire sélective pour les capteurs solaires thermiques.
De manière générale, l’institut se consacre à la recherche appliquée et au développement en ingénierie et en sciences naturelles dans le domaine de la technologie solaire et du photovoltaïque. Il existe un site externe à Gelsenkirchen, qui produit des cellules solaires. Avec plus de 1100 employés, l’institut est le plus grand institut de recherche solaire en Europe, son budget s’élève à environ 83,5 millions d’euros.

L’institut Frauenhofer s’étend sur 66 sites et emploie plus de 22.000 personnes en Allemagne. L’installation Rock-Star a été créée par le Dr Florian Clement, qui est le directeur du département Structuration ainsi que Technologie de production et métallisation au Fraunhofer ISE, et est dirigée par lui depuis sa création.

Histoire d’ASYS Automatisierungssysteme GmbH

ASYS Automatisierungssysteme GmbH a été fondée en 1992 comme entreprise de construction mécanique à Dornstadt par Werner Kreibl et Klaus Mang. Elle produit entre autres des imprimantes à pochoir et des sérigraphieuses qui permettent de recouvrir les circuits imprimés de pâte à souder et les cellules solaires de pâte à métalliser. L’entreprise fabrique également des systèmes de manutention pour la production électronique ainsi que des techniques d’automatisation pour la technique médicale et l’industrie pharmaceutique. Le chiffre d’affaires d’ASYS Automatisierungs- GmbH s’élève à environ 151 millions d’euros par an. L’entreprise emploie près de 1300 personnes et couvre environ 75 pour cent de la chaîne de production SMT.

Contribution à la protection du climat

Les cellules solaires, qui peuvent désormais être produites beaucoup plus rapidement, permettent de réduire au moins légèrement le changement climatique. On utilise ici de l’électricité renouvelable au lieu de recourir à des sources d’énergie traditionnelles non renouvelables telles que le pétrole ou le gaz, dont l’utilisation génère plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère que l’électricité renouvelable. Bien entendu, l’accélération de la production de cellules photovoltaïques ne représente qu’une petite contribution à la protection du climat. Mais si de plus en plus de personnes se tournent vers les panneaux solaires, l’effet s’amplifierait jour après jour. Ainsi, avec une participation suffisante, il pourrait suffire de ralentir, voire de stopper le changement climatique provoqué par l’homme.
Révolution dans la production de cellules solaires : l’installation Rock-Star
Avec ses temps de production réduits et son taux de production élevé, l’installation Rock-Star est un atout dans la production de cellules solaires et accélère ainsi la production de cellules solaires en Allemagne et dans le monde entier. Elle contribue de manière non négligeable à stabiliser durablement le climat avec des cellules solaires et d’autres produits et devient ainsi un véritable atout pour le monde.

Photo by Andres Siimon on Unsplash


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