뉴스
레이저 절단기가 태양광 산업 효율성을 어떻게 혁신하는가
I. 태양광 셀 절단 기술의 발전 및 기존 공정의 한계
전 세계 태양광 발전 설비 용량이 500GW를 초과하는 상황에서, 태양광 셀의 절단 정밀도는 모듈 변환 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 기존 다이아몬드 와이어 절단 기술은 다음과 같은 세 가지 주요 문제점을 안고 있습니다.
• 높은 재료 손실: 와이어 직경이 1μm 감소할 때마다 실리콘 손실은 0.5% 감소하지만, 와이어 파손율은 0.3% 증가합니다.
• 심각한 모서리 손상: 기계적 절단으로 인한 미세 균열은 30~50μm 깊이에 달합니다.
• 높은 공정 비용: 절단 후 추가적인 세척 공정이 필요하며, 1GW 생산량 기준 와이어 소모 비용이 800만 위안을 초과합니다.
HJT 및 TOPCon과 같은 고효율 셀 기술이 보편화됨에 따라 기존 절단 공정으로는 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 레이저 절단기는 비접촉 가공 특성을 바탕으로 산업 업그레이드를 위한 핵심 솔루션으로 부상하고 있습니다.
II. 레이저 절단 기술의 세 가지 혁신 방향
1. 냉간 가공 혁신
피코초(ps) 수준의 초단펄스 레이저(펄스 폭<10ps)를 사용하여 열응력을 통해 제어된 균열 전파를 유도함으로써 모서리 거칠기를 1μm 이하로 줄이고 파편 발생률을 0.15%까지 낮춥니다.
한 태양광 제조업체의 측정 데이터에 따르면 182mm 실리콘 웨이퍼 절단 시 효율 손실이 0.7% 감소했습니다.
2. 향상된 다중 재료 호환성
이 장비는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 페로브스카이트 등 다양한 재료를 절단할 수 있으며, 두께 범위는 0.1~3mm입니다.
HJT 셀의 비정질 실리콘 층의 경우, 최적화된 파장 매개변수를 통해 절단 손상 깊이를 10nm 이내로 줄였습니다.
3. 지능형 생산 통합
AI 비전 위치 결정 시스템을 탑재하여 ±0.03mm의 고정밀 절단을 지원합니다. MES 시스템과 연동하여 실시간 생산 데이터 모니터링이 가능합니다.
한 사례 연구에 따르면 전체 장비 효율(OEE)이 28% 증가했으며, 생산 능력은 시간당 850개(166mm 웨이퍼 기준)에 달했습니다.
III. 레이저 절단 장비의 핵심 기술 매개변수
기술 지표 | 업계 표준 | 고급 장비 매개변수 |
절단 정밀도 | ±0.1mm | ±0.05mm |
열영향부 | ≤50μm | ≤10μm |
절삭 속도 | 800mm/s | 1200mm/s |
에너지 소비량 | 15kW/시간 | 11kW/시간 |
유지보수 비용 | 0.4USD/조각 | 0.3USD/조각 |
IV. 시장 동향 및 투자 수익 분석
1. 비용 최적화 경로
레이저 절단은 실리콘 손실을 30% 감소시켜 연간 GW당 1,200만 위안 이상의 재료비를 절감합니다. 자동화 업그레이드와 결합하면 장비 투자 회수 기간이 14개월로 단축됩니다.
2. 기술 발전 방향
업계 데이터에 따르면 2025년까지 고출력(20kW 이상) 레이저 절단 장비가 시장의 45%를 차지할 것으로 예상되며, 제조업체들은 100kW급 초고출력 모델 개발에 박차를 가하고 있습니다.
3. 환경적 이점
기존 공정에 비해 레이저 절단은 분진 배출량을 90% 이상, 에너지 소비량을 22% 감소시켜 EU CE 및 RoHS 표준을 충족합니다.
V. 레이저 절단기 선택을 위한 주요 지표
1. 레이저 유형: 수명 10만 시간 이상의 파이버 레이저(1064nm)를 우선적으로 고려해야 합니다.
2. 절단 모드: TLS(레이저 유도 절단) 및 DLC(동적 레이저 제어)의 이중 모드 전환을 지원해야 합니다.
3. 애프터 서비스: 원격 유지보수 지원을 포함한 48시간 이내 글로벌 대응 능력을 갖춰야 합니다.
VI. 산업 전망
레이저 절단기의 보급은 태양광 생산을 "고정밀, 저손실, 지능형"으로 전환시키고 있습니다.
페로브스카이트 및 슁글드 셀과 같은 신기술 개발에 따라 절단 장비는 다기능 통합 방향으로 발전할 것입니다.
업계 전망에 따르면 전 세계 태양광 레이저 절단 시장은 2025년까지 400억 위안을 넘어설 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 18%에 달할 것입니다.
-
레이저 마킹 머신을 작동할 때 주의 사항은 무엇입니까?
1. 물이 없거나 물 순환이 비정상일 때 레이저 전원 공급 장치와 Q-스위칭 전원 공급 장치를 가동하는 것은 엄격히 금지됩니다.
2. Q 전원 공급 장치는 무부하 상태에서 작동해서는 안 됩니다(즉, Q 전원 공급 장치의 출력 단자는 플로팅 상태로 유지해야 합니다).
3. 이상 현상이 발생할 경우, 먼저 검류계 스위치와 키 스위치를 끄고 점검하십시오.
4. 고전압이 유입되어 부품이 손상되는 것을 방지하기 위해 크립톤 램프가 켜지기 전에는 다른 부품을 가동해서는 안 됩니다.
5. 다른 전기 제품과의 스파크 및 고장을 방지하기 위해 레이저 전원 공급 장치의 출력 단자(양극)를 매단 상태로 두십시오.
6. 내부 순환수를 깨끗하게 유지하십시오. 물탱크를 정기적으로 청소하고 깨끗한 탈이온수 또는 순수로 교체하십시오.
-
레이저 강도가 약해지고 표시가 충분히 명확하지 않은 경우 어떻게 해야 합니까?
1. 기기를 끄고 레이저 공진기가 변경되었는지 확인하십시오. 공진기 렌즈를 미세 조정하십시오. 출력 광점을 최상으로 맞추십시오.
2. 음향 광학 결정이 오프셋되었거나 음향 광학 전원 공급 장치의 출력 에너지가 너무 낮습니다.
시청각 결정의 위치를 조정하거나 시청각 전원 공급 장치의 작동 전류를 높이십시오.
3. 검류계에 입사하는 레이저가 중심에서 벗어납니다. 레이저를 조정하십시오.
4. 전류를 약 20A로 조정했지만 광 감도가 여전히 충분하지 않은 경우: 크립톤 램프가 노후화된 것입니다. 새 램프로 교체하십시오.
-
UV 레이저 절단기를 어떻게 유지관리하나요?
1. 매일 정기적인 청소를 수행하고, 조리대, 리미터, 가이드 레일의 이물질을 제거하고, 가이드 레일에 윤활유를 도포해야 합니다.
2. 배출구가 과도한 이물질로 막히지 않도록 수거함의 폐기물을 정기적으로 비워야 합니다.
3. 15일에 한 번씩 냉각기를 청소하고, 내부 물을 모두 배출한 후 깨끗한 물로 채우십시오.
4. 반사판과 초점 렌즈는 6~8시간마다 특수 세척액으로 닦아야 합니다.
닦을 때는 면봉이나 세척액에 적신 면봉을 사용하여 초점 렌즈의 중앙에서 가장자리 방향으로 시계 반대 방향으로 닦으십시오.
이때 렌즈가 긁히지 않도록 주의하십시오.
5. 실내 환경, 특히 습하고 먼지가 많은 환경은 기기의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.
A damp environment is prone to causing rust on the reflective lenses and also easily leading to short circuits, discharge and sparking of the velvet laser.
-
레이저 절단기를 사용할 때 레이저 방출로 인해 어떤 사고가 발생할 수 있나요?
(1) 레이저가 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생했습니다.
레이저 발생기의 출력이 매우 높다는 것은 누구나 알고 있으며, 특히 고출력 레이저 절단기의 경우 방출되는 레이저의 온도가 매우 높습니다. 레이저 빔이 가연성 물질과 접촉하면 화재가 발생할 가능성이 매우 높습니다.
(2) 기계 작동 중 유해 가스가 발생할 수 있습니다.
예를 들어, 산소를 사용하여 절단할 경우 절단 재료와 화학 반응을 일으켜 미지의 화학 물질이나 미세 입자 및 기타 불순물을 생성합니다. 인체에 흡수되면 알레르기 반응이나 폐 및 기타 호흡기 질환을 유발할 수 있습니다. 작업 시 보호 조치를 취해야 합니다.
(3) 인체에 직접 레이저가 노출되면 유해할 수 있습니다.
레이저가 인체에 미치는 손상은 주로 눈과 피부에 손상을 입힙니다. 레이저로 인한 손상 중 눈에 대한 손상이 가장 심각하며, 눈에 대한 손상은 영구적입니다. 그러니 숙제를 할 때는 눈을 보호하는 데 주의해야 합니다.
-
나노초, 피코초, 펨토초 레이저의 초점 직경은 얼마입니까?
나노초: 광점의 크기는 0.5~1mm입니다.
피코초: 초점의 크기는 약 0.02mm입니다.
펨토초: 100~200KHz의 높은 반복률과 10ps의 매우 짧은 펄스폭을 가진 레이저 빔을 조사할 때,
초점의 크기는 0.003mm로 매우 작습니다.
-
UV 레이저 절단기의 주요 용도는 무엇입니까?
UV 레이저 절단기는 PCB 절단 및 디패널링에 사용할 수 있습니다.
V-CUT 및 스탬프 홀을 사용하여 다양한 유형의 PCB 회로 기판을 정밀하게 절단하고 형상화하며, 윈도우와 커버를 열 수 있습니다.
패키징된 회로 기판과 일반 평활 기판을 분리하는 데에도 사용할 수 있습니다.
세라믹 기판, 리지드 플렉스 기판, FR4, PCB, FPC, 지문 인식 모듈, 커버 필름, 복합 소재, 구리 기판, 알루미늄 기판 등 다양한 유형의 PCB 기판 절단에 적합합니다.
-
다양한 금속소재를 가공하는 레이저 절단기의 주의사항은?
구리 및 황동:
두 재료 모두 높은 반사율과 우수한 열전도율을 가지고 있습니다.
두께 1mm 미만의 황동은 질소 레이저 절단으로 가공할 수 있습니다.
두께 2mm 미만의 구리는 절단할 수 있습니다. 레이저 절단 가공에 사용되는 가스는 산소여야 합니다.
구리와 황동은 시스템에 "반사 흡수" 장치가 설치된 경우에만 절단할 수 있습니다. 그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상될 수 있습니다.
합성 재료:
가공 가능한 합성 재료에는 열가소성 플라스틱, 열경화성 재료, 인조 고무가 있습니다.
알루미늄:
높은 반사율과 열전도율에도 불구하고, 합금 종류와 레이저 출력에 따라 두께 6mm 미만의 알루미늄 재료도 절단할 수 있습니다.
산소로 절단하면 절단 표면이 거칠고 단단해집니다.
질소를 사용하면 절단 표면이 매끄럽습니다.
순수 알루미늄은 순도가 높아 절단하기가 매우 어렵습니다.
알루미늄 소재는 파이버 레이저 절단 시스템에 "반사 및 흡수" 장치가 설치된 경우에만 절단할 수 있습니다.
그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상될 수 있습니다.
-
스테인리스 스틸을 레이저로 절단할 때 주의해야 할 점은 무엇입니까?
스테인리스 스틸의 레이저 절단 가공에는 모서리 산화가 발생하지 않는 조건에서 산소를 사용해야 합니다.
질소를 사용하여 산화 및 버(burr) 없는 모서리를 만들면 추가 가공이 필요하지 않습니다.
시트 표면에 오일 필름을 코팅하면 가공 품질을 저하시키지 않고도 더 나은 천공 효과를 얻을 수 있습니다.