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晶硅電池生產(chǎn)流程
2.1單晶硅拉制/多晶硅鑄錠爐
通過晶籽植入，將材料在坩堝中進行溫度控制形成溫度梯度，晶體材料在這個過程中逐漸結(jié)晶形成棒狀，通過提升機構(gòu)逐漸解析。
2.2 多線切割機
單晶硅棒材通過切方后進入多線切割機，該系統(tǒng)通過將噴涂石英砂的鋼絲纏繞在驅(qū)動輥上對棒材進行研磨切削，可以實現(xiàn)同時對數(shù)百片晶硅片的生產(chǎn)，其要求非常高的切割質(zhì)量，包括厚度、翹曲度、TTV值的指標。
2.3清洗制絨
在切割單元表面會由于切削而產(chǎn)生表面的材料顆粒和不規(guī)則的表面，通過清洗使得表面光滑，再進入制絨單元對晶硅表面進行四面體的形成－通過制絨可以提高晶硅的表面積從而吸收更多的太陽光。
2.4擴散－通過擴散工藝在晶硅表面生成PN結(jié)
2.5刻蝕祛磷硅玻璃
由于在擴散中使得表面形成了整體的PN結(jié)，需要對這個邊緣進行刻蝕處理，以便使得PN結(jié)不能互連，同時在前道生成的磷硅玻璃也需要被化學方法祛除。
2.6 PECVD
通過氮化硅滲透方法提供晶硅表面形成減反射膜-這樣可以減少光在晶硅表面的反射，從而提高吸收效率，通過等離子氣相沉積技術(shù)，可以在晶硅表面沉積一層氮化硅膜來實現(xiàn)這一需求。
2.7絲網(wǎng)印刷
由于晶硅表面形成了可以導電的PN結(jié)，需要對其進行電源的印制，為了節(jié)省成本，必須以最小的原材料消耗進行此項印刷，形成正極和負極。
2.8燒結(jié)爐
對絲網(wǎng)印刷的電極進行燒結(jié)處理，使得其固化在晶硅表面并滲透。
2.9分檢測試
通過電極的電流輸入檢測整個電池板的電極通斷狀態(tài)，確?？捎眯院蛥?shù)滿足技術(shù)指標
2.10后道處理設(shè)備
包括層壓機、覆設(shè)、裝盒、打碼標記等。
3、晶硅電池生產(chǎn)過程中對于控制的需求
在整個生產(chǎn)的各個工藝段，對于控制系統(tǒng)的工藝和控制系統(tǒng)的性能、功能等的需求是變化的。
4、貝加萊為太陽能行業(yè)提供的解決方案
作為基礎(chǔ)硬件與軟件平臺提供商，貝加萊為太陽能晶硅電池領(lǐng)域提供具有自主研發(fā)和滿足行業(yè)需求的軟硬件平臺，確保程序的安全與平臺獨立性，提供軟件功能塊以便系統(tǒng)快速的組件，而遠程診斷與維護則提供了系統(tǒng)故障快速定位與系統(tǒng)最低的當機時間。
下面我們僅介紹一些常用的技術(shù)，用以解決在太陽能晶硅電池設(shè)備中的實際問題。
4.1ACOPOSmulti節(jié)能與斷電停車
ACOPOSmulti是一個基于共直流母線技術(shù)（Common DC-Bus）設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng),具有非常高的功率密度,并且通過再生線圈實現(xiàn)能量的再生，將系統(tǒng)中處于制動狀態(tài)的電機的能量由直流母線反饋到再生單元，并將此能量回饋給其它處于運動狀態(tài)的伺服軸，從而實現(xiàn)能量的再利用，并且，ACOPOSmulti驅(qū)動中的逆變單元可驅(qū)動2個伺服電機，這樣整體降低了系統(tǒng)的成本，具有極高的性價比。
4.1.1節(jié)能設(shè)計
共直流母線的ACOPOSmulti使得系統(tǒng)中的總體能量得到優(yōu)化，在一個運動系統(tǒng)中，通常電機有兩種運行狀態(tài)，一種是電動機，另一種是發(fā)電機狀態(tài)，尤其是在多軸系統(tǒng)中，通常會有一些軸處于電動而另一些處于制動，而通過直流母線的共享機制，那些發(fā)電狀態(tài)的能量同樣可以回饋到直流母線單元，從而使得整個系統(tǒng)內(nèi)部的能量得到優(yōu)化，使得整個運動系統(tǒng)的吸入電流得到有效降低，能夠最大限度的發(fā)揮節(jié)能作用。
4.1.2.斷電同步停車技術(shù)
對于ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器而言，斷電停車功能是其基于直流母線技術(shù)(Common DC-Bus Technology)而產(chǎn)生的先天性技術(shù)優(yōu)勢,我們都知道，對于電機而言它有兩個主要的運行狀態(tài)，在第一象限磁場空間里，電機作為電動機在運行，當電機處于制動狀態(tài)時，則磁場空間產(chǎn)生反向工作，其在這個時候可以理解為運行在發(fā)電機狀態(tài)，產(chǎn)生交流電流-對于ACOPOSmulti驅(qū)動器而言，其逆變單元不僅可以產(chǎn)生正向的AC-DC-AC轉(zhuǎn)換，也可以逆向運行為AC-DC轉(zhuǎn)換，由一個蓄能二極管將能量瞬間積累并通過逆變器的IGBT整流電路轉(zhuǎn)化為DC電壓，這個DC電壓回饋到DC-Bus上，再流到其它軸DC-AC轉(zhuǎn)換又可以供給其它需要同步停車的伺服軸，同時也能保障24VDC的供電-因為輔助電源也同時運行在這個DC-Bus上。
對于多線切割這樣的系統(tǒng)而言，若出現(xiàn)停車狀態(tài)將會使得被切割的棒材產(chǎn)生操作中斷造成巨大的損失-同步停車可以確保系統(tǒng)的停車處于穩(wěn)定的可控狀態(tài)，而不會產(chǎn)生紗線斷裂、晶硅片位置輸出、導引輪、放卷收卷軸之間的偏差而造成系統(tǒng)問題。
4.2機器人技術(shù)
4.2.1 GMC下的機器人系統(tǒng)設(shè)計
對于不同的機器人，其齊次方程庫不同，而B&R的GMC提供了路徑規(guī)劃的不同庫支持能力，這包括以下機器人庫：
全關(guān)節(jié)型機器人
Tripod
SCARA
伽利略機器人…
…
GMC所支持的機器人庫提供了14種不同的機器人類型庫的支持能力，基本上能滿足各工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跈C器人的需要。
4..2.2機器人慣量前饋控制技術(shù)
4.2.2.1抖動問題
在機器人系統(tǒng)中，由于機器人的各個關(guān)節(jié)的機械特性隨著運動過程的變化，其慣量產(chǎn)生了變化，例如，當機械臂處于X軸方向伸長時，則沿著Y軸方向的旋轉(zhuǎn)在0～90度范圍內(nèi)慣量產(chǎn)生了變化，從最大慣量到最小慣量，當這個臂旋轉(zhuǎn)超過90度～180度范圍的話，則其慣量又開始變大，由于這種慣量所產(chǎn)生的變化，會對驅(qū)動器整個控制過程產(chǎn)生調(diào)節(jié)的振動，這也是目前機器人控制中普遍存在的問題。
4.2.2.2基于建模的慣量前饋算法設(shè)計
MATLAB/Simulink是目前最為流行的建模工具，由于與Mathworks公司的合作，貝加萊控制系統(tǒng)與MATLAB/Simulink建模建立接口連接，經(jīng)過MATLAB/Simulink仿真工具建模生成的控制器模型可以通過代碼自動生成技術(shù)產(chǎn)生控制器的C代碼，而這一代碼無需手工重寫即可導入到B&R控制器中，從而實現(xiàn)在環(huán)測試。
其結(jié)構(gòu)如下圖：
通過這種方式，貝加萊很好的解決了機器人運行過程中的抖動問題，其效果如下：
2.1單晶硅拉制/多晶硅鑄錠爐
通過晶籽植入，將材料在坩堝中進行溫度控制形成溫度梯度，晶體材料在這個過程中逐漸結(jié)晶形成棒狀，通過提升機構(gòu)逐漸解析。
2.2 多線切割機
單晶硅棒材通過切方后進入多線切割機，該系統(tǒng)通過將噴涂石英砂的鋼絲纏繞在驅(qū)動輥上對棒材進行研磨切削，可以實現(xiàn)同時對數(shù)百片晶硅片的生產(chǎn)，其要求非常高的切割質(zhì)量，包括厚度、翹曲度、TTV值的指標。
2.3清洗制絨
在切割單元表面會由于切削而產(chǎn)生表面的材料顆粒和不規(guī)則的表面，通過清洗使得表面光滑，再進入制絨單元對晶硅表面進行四面體的形成－通過制絨可以提高晶硅的表面積從而吸收更多的太陽光。
2.4擴散－通過擴散工藝在晶硅表面生成PN結(jié)
2.5刻蝕祛磷硅玻璃
由于在擴散中使得表面形成了整體的PN結(jié)，需要對這個邊緣進行刻蝕處理，以便使得PN結(jié)不能互連，同時在前道生成的磷硅玻璃也需要被化學方法祛除。
2.6 PECVD
通過氮化硅滲透方法提供晶硅表面形成減反射膜-這樣可以減少光在晶硅表面的反射，從而提高吸收效率，通過等離子氣相沉積技術(shù)，可以在晶硅表面沉積一層氮化硅膜來實現(xiàn)這一需求。
2.7絲網(wǎng)印刷
由于晶硅表面形成了可以導電的PN結(jié)，需要對其進行電源的印制，為了節(jié)省成本，必須以最小的原材料消耗進行此項印刷，形成正極和負極。
2.8燒結(jié)爐
對絲網(wǎng)印刷的電極進行燒結(jié)處理，使得其固化在晶硅表面并滲透。
2.9分檢測試
通過電極的電流輸入檢測整個電池板的電極通斷狀態(tài)，確?？捎眯院蛥?shù)滿足技術(shù)指標
2.10后道處理設(shè)備
包括層壓機、覆設(shè)、裝盒、打碼標記等。
3、晶硅電池生產(chǎn)過程中對于控制的需求
在整個生產(chǎn)的各個工藝段，對于控制系統(tǒng)的工藝和控制系統(tǒng)的性能、功能等的需求是變化的。
4、貝加萊為太陽能行業(yè)提供的解決方案
作為基礎(chǔ)硬件與軟件平臺提供商，貝加萊為太陽能晶硅電池領(lǐng)域提供具有自主研發(fā)和滿足行業(yè)需求的軟硬件平臺，確保程序的安全與平臺獨立性，提供軟件功能塊以便系統(tǒng)快速的組件，而遠程診斷與維護則提供了系統(tǒng)故障快速定位與系統(tǒng)最低的當機時間。
下面我們僅介紹一些常用的技術(shù)，用以解決在太陽能晶硅電池設(shè)備中的實際問題。
4.1ACOPOSmulti節(jié)能與斷電停車
ACOPOSmulti是一個基于共直流母線技術(shù)（Common DC-Bus）設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng),具有非常高的功率密度,并且通過再生線圈實現(xiàn)能量的再生，將系統(tǒng)中處于制動狀態(tài)的電機的能量由直流母線反饋到再生單元，并將此能量回饋給其它處于運動狀態(tài)的伺服軸，從而實現(xiàn)能量的再利用，并且，ACOPOSmulti驅(qū)動中的逆變單元可驅(qū)動2個伺服電機，這樣整體降低了系統(tǒng)的成本，具有極高的性價比。
4.1.1節(jié)能設(shè)計
共直流母線的ACOPOSmulti使得系統(tǒng)中的總體能量得到優(yōu)化，在一個運動系統(tǒng)中，通常電機有兩種運行狀態(tài)，一種是電動機，另一種是發(fā)電機狀態(tài)，尤其是在多軸系統(tǒng)中，通常會有一些軸處于電動而另一些處于制動，而通過直流母線的共享機制，那些發(fā)電狀態(tài)的能量同樣可以回饋到直流母線單元，從而使得整個系統(tǒng)內(nèi)部的能量得到優(yōu)化，使得整個運動系統(tǒng)的吸入電流得到有效降低，能夠最大限度的發(fā)揮節(jié)能作用。
4.1.2.斷電同步停車技術(shù)
對于ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器而言，斷電停車功能是其基于直流母線技術(shù)(Common DC-Bus Technology)而產(chǎn)生的先天性技術(shù)優(yōu)勢,我們都知道，對于電機而言它有兩個主要的運行狀態(tài)，在第一象限磁場空間里，電機作為電動機在運行，當電機處于制動狀態(tài)時，則磁場空間產(chǎn)生反向工作，其在這個時候可以理解為運行在發(fā)電機狀態(tài)，產(chǎn)生交流電流-對于ACOPOSmulti驅(qū)動器而言，其逆變單元不僅可以產(chǎn)生正向的AC-DC-AC轉(zhuǎn)換，也可以逆向運行為AC-DC轉(zhuǎn)換，由一個蓄能二極管將能量瞬間積累并通過逆變器的IGBT整流電路轉(zhuǎn)化為DC電壓，這個DC電壓回饋到DC-Bus上，再流到其它軸DC-AC轉(zhuǎn)換又可以供給其它需要同步停車的伺服軸，同時也能保障24VDC的供電-因為輔助電源也同時運行在這個DC-Bus上。
對于多線切割這樣的系統(tǒng)而言，若出現(xiàn)停車狀態(tài)將會使得被切割的棒材產(chǎn)生操作中斷造成巨大的損失-同步停車可以確保系統(tǒng)的停車處于穩(wěn)定的可控狀態(tài)，而不會產(chǎn)生紗線斷裂、晶硅片位置輸出、導引輪、放卷收卷軸之間的偏差而造成系統(tǒng)問題。
4.2機器人技術(shù)
4.2.1 GMC下的機器人系統(tǒng)設(shè)計
對于不同的機器人，其齊次方程庫不同，而B&R的GMC提供了路徑規(guī)劃的不同庫支持能力，這包括以下機器人庫：
全關(guān)節(jié)型機器人
Tripod
SCARA
伽利略機器人…
…
GMC所支持的機器人庫提供了14種不同的機器人類型庫的支持能力，基本上能滿足各工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跈C器人的需要。
4..2.2機器人慣量前饋控制技術(shù)
4.2.2.1抖動問題
在機器人系統(tǒng)中，由于機器人的各個關(guān)節(jié)的機械特性隨著運動過程的變化，其慣量產(chǎn)生了變化，例如，當機械臂處于X軸方向伸長時，則沿著Y軸方向的旋轉(zhuǎn)在0～90度范圍內(nèi)慣量產(chǎn)生了變化，從最大慣量到最小慣量，當這個臂旋轉(zhuǎn)超過90度～180度范圍的話，則其慣量又開始變大，由于這種慣量所產(chǎn)生的變化，會對驅(qū)動器整個控制過程產(chǎn)生調(diào)節(jié)的振動，這也是目前機器人控制中普遍存在的問題。
4.2.2.2基于建模的慣量前饋算法設(shè)計
MATLAB/Simulink是目前最為流行的建模工具，由于與Mathworks公司的合作，貝加萊控制系統(tǒng)與MATLAB/Simulink建模建立接口連接，經(jīng)過MATLAB/Simulink仿真工具建模生成的控制器模型可以通過代碼自動生成技術(shù)產(chǎn)生控制器的C代碼，而這一代碼無需手工重寫即可導入到B&R控制器中，從而實現(xiàn)在環(huán)測試。
其結(jié)構(gòu)如下圖：
通過這種方式，貝加萊很好的解決了機器人運行過程中的抖動問題，其效果如下：
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