Perfekt gesägte Silizium-Wafer: digiCLIP sorgt für Effizienzsprünge in der Produktion von Photovoltaik-Anlagen

Die Solarbranche boomt – und damit auch die Produktion von Photovoltaik-Anlagen: Auf mehr als 40 Prozent beziffert die Internationale Energie Agentur (IEA) das jährliche Wachstum bei der weltweit installierten Photovoltaik-Leistung.

Für die Hersteller von Silizium-Wafern – den Grundelementen für die photovoltaische Stromerzeugung – heißt das aber auch: Um mit dem rasanten Wachstum Schritt halten zu können, muss die Produktion der Wafer immer effizienter werden.

Erst eine zuverlässige Prozessüberwachung ermöglicht die notwendigen Effizienzsprünge bei der Herstellung von Wafern - und das bereits während des Zusägens der Wafer aus Siliziumblöcken, den sogenannten Ingots. Diese Ingots aus hochreinem Silizium werden üblicherweise im Drahtsägeverfahren in schmale Scheiben geschnitten – die Wafer. Maßgeblich für die Qualität dieser 0,18 bis 0,28 mm dünnen Scheiben ist die Kraft, mit der der Sägedraht durch die Kristallstäbe getrieben wird. Weicht diese Kraft vom Optimalwert – üblicherweise um die 30 Newton – ab, kommt es zu unsauberen Schnitten und Materialverlust.

Ein kontinuierliches Überwachen dieses kritischen Sägeprozesses mit moderner Messtechnik hilft, frühzeitig Produktionsfehler und Materialverlust zu vermeiden. Für diese Aufgabe hat sich eine Messeinrichtung von HBM bewährt, deren Komponenten – Kraftaufnehmer und der industrielle Messverstärker digiCLIP - perfekt aufeinander abgestimmt sind:

Die Aufnehmer ermitteln die auf das Silizium ausgeübte Krafteinwirkung durch den Sägedraht. digiCLIP erfasst diese Kraftsignale kontinuierlich und überträgt sie via Profibus-DP direkt an die Produktionssteuerung. Neben der Erfassung der reinen Messdaten bewertet digiCLIP bereits die Abweichungen von der Sollkraft – und übermittelt diese ebenfalls an die übergeordnete Produktionssteuerung. Dank der hohen Übertragungsgeschwindigkeit der Profibus-Schnittstellen erfolgt die Fehlermeldung in wenigen Millisekunden.

Weicht die Andruckskraft der Säge vom Richtwert ab, so korrigiert die Produktionssteuerung vollautomatisch die Parameter für Antrieb und Steuerung der Sägemaschine. Dieses Zusammenspiel aus kontinuierlicher Kraftüberwachung, Fehlerbewertung und Rückkanal sorgt für ein effizientes Frühwarnsystem bei der Herstellung von Wafern – und bewahrt vor Kosten und Materialverlust. Die Vorteile sind im Einzelnen:

  • Fehler und Betriebsstörungen beim Sägen von Wafern werden schneller erkannt und können sofort behoben werden
  • Die kontinuierliche Rückmeldung und Sicherstellung der Sägekraft sorgt für einen effizienten Umgang mit den Silizium-Ingots – und so für einen minimalen Materialverlust bei der Produktion
  • Die Qualität der fertigen Wafer wird deutlich verbessert.

Die aufeinander abgestimmten Komponenten dieser Messkette in der Produktion sorgen für erhebliche Effizienzgewinne bei der Fertigung von Wafern – und nicht nur dort. Überall, wo es auf die Kontrolle von Kräften, Drehmoment oder Druck ankommt, leistet die industrielle Prozessüberwachung von HBM zuverlässige Dienste für mehr Sicherheit und Effizienz.

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