Présentation du produit

En tant qu'équipement clé de la ligne d'encapsulation des modules PV, le laminoir a la lourde responsabilité de fusionner les matériaux empilés en une seule unité. Sous des conditions définies de température, de vide et de pression, il presse et lie thermiquement les cellules préparées, les busbars et les films d'encapsulation. Les objectifs principaux de ce processus incluent :

• Élimination de l'air : Grâce à un environnement sous vide, tout l'air emprisonné entre les couches est complètement éliminé pour éviter les bulles internes et le délaminage.

• Liaison par fusion : Le chauffage fait fondre et s'écouler le film EVA (ou POE, etc.), facilitant ainsi l'extraction de l'air.

• Application de pression : Pendant que le film est fondu, une pression uniforme est utilisée pour remplir complètement les espaces entre les cellules, les rubans, le verre et la feuille arrière.

• Réticulation et durcissement : Le maintien d'un temps suffisant à haute température permet à l'EVA de terminer sa réaction de réticulation, formant une couche solide, transparente et stable avec une force de liaison élevée.

• Formation intégrale : Enfin, le verre, les cellules, le film et la feuille arrière sont étroitement liés en un module PV scellé, robuste et résistant aux intempéries.

Paramètres techniques

Position critique du laminoir sur la ligne de production

Avant d'examiner les chiffres, il est utile de comprendre pourquoi cette station est si importante. La qualité du laminage est directement liée à la fiabilité à long terme du module (résistance PID, endurance à la chaleur humide, capacité UV et charge mécanique) et à sa durée de vie de plus de 25 ans. Le cycle de laminage est également relativement long (généralement 8 à 15 minutes par cycle), donc l'efficacité et la stabilité de l'équipement ont une influence décisive sur la capacité de la ligne entière. L'investissement initial, la consommation d'énergie en fonctionnement et la maintenance périodique constituent une part importante du coût de production des modules.

Avantages techniques

Principaux systèmes d'équipement et principe de fonctionnement

Un laminoir intègre généralement plusieurs systèmes principaux fonctionnant ensemble :

• Système de chauffage : Fournit un champ de chaleur précisément contrôlable pour faire fondre l'EVA et atteindre la réticulation. Les options courantes incluent le chauffage à l'huile (circulation d'huile thermique, température uniforme et stable, haute précision de contrôle, système légèrement plus complexe) et le chauffage électrique (chauffage rapide, structure simple, uniformité nécessitant optimisation). La précision de contrôle doit être très élevée (généralement ±1-2°C), et l'uniformité de la température a un impact majeur sur la qualité du laminage.

• Système de vide : Construit et maintient le vide pendant la stratification, en extrayant l'air intercouche et les gaz générés par l'EVA fondu. Il contient généralement un ensemble de pompes à vide (comme une pompe Roots avec des pompes à palettes ou sèches), des tuyauteries de vide, des vannes et un manomètre de vide. Le niveau de vide final (souvent 40-100 Pa), la vitesse de pompage et la stabilité de maintien de la pression sont tous critiques.

• Système de pression : Applique une pression uniforme et contrôlable à l'empilement sous vide pour favoriser l'écoulement et le remplissage de l'EVA fondu. Le type à coussin d'air / diaphragme est largement utilisé : de l'air comprimé (ou de l'azote) est chargé dans un sac en caoutchouc ou un diaphragme en silicone, transmettant la pression à travers un milieu flexible tel qu'une plaque en silicone, offrant une bonne uniformité et une adaptabilité à différentes épaisseurs. Les paramètres clés sont la valeur de pression, la vitesse de pressurisation, le temps de maintien et l'uniformité de la pression.

• Chambre et structure principale : Forme l'espace scellé pour maintenir l'environnement de vide et de pression. La structure actuelle dominante est à double étage et trois chambres ou à double étage et deux chambres. Dans la conception à trois chambres, une chambre fonctionne à une température relativement plus basse avec un temps de vide plus long, axée sur l'élimination des bulles ; la seconde fonctionne plus chaud avec une pression légèrement plus élevée pour assurer une réticulation complète du film. La structure se compose d'un cadre en acier robuste, d'un couvercle supérieur levable, d'une chambre inférieure fixe, de joints d'étanchéité et d'isolation, avec la performance d'étanchéité comme métrique centrale.

• Système de convoyage : Alimente les modules à presser dans la chambre et évacue les produits finis. Le convoyage à rouleaux ou à chaîne est courant et doit se connecter en douceur avec les équipements en amont et en aval tels que le sertissage et le rognage.

• Système de contrôle : Agit comme le cerveau de l'équipement, contrôlant précisément tout le cycle de stratification (température, vide, pression, temps) pour un fonctionnement automatisé, le réglage des paramètres, l'enregistrement des données et le diagnostic des pannes. Il est basé sur un automate programmable (PLC) et un écran tactile IHM, les unités haut de gamme pouvant intégrer une interface MES.

Étapes typiques du processus de stratification (exemple de type à coussin d'air)

1. Chargement : Le module assemblé est transporté dans la première chambre ouverte.

2. Fermeture du couvercle : Le couvercle supérieur descend, se ferme avec la chambre inférieure et comprime le joint d'étanchéité.

3. Mise sous vide : La pompe à vide démarre, extrayant rapidement l'air de la chambre jusqu'au niveau de vide défini (le temps de vide de la chambre 1 est généralement de 300 à 400 s) et éliminant la majeure partie du gaz du module.

4. Chauffage et fusion : La chambre 1 maintient environ 110-120°C ; le module entrant est chauffé passivement et le film fond (synchronisé avec la mise sous vide).

5. Pressurisation : Après la mise sous vide, le coussin d'air/diaphragme est gonflé, appliquant une pression uniforme sur le module fondu à travers une plaque en silicone. Sous l'effet combiné de la pression et du vide, l'EVA s'écoule pour remplir les vides et les bulles sont expulsées.

6. Maintien de la pression et du vide : Maintenu à la température définie, sous vide et pression élevés pendant une période (généralement 300 à 400 s) pour éliminer complètement les bulles.

7. Libération du vide et de la pression : Lorsque le temps est écoulé, l'air est lentement introduit et la pression du coussin est relâchée pour éviter toute déformation ou contrainte interne due à un changement brusque de pression.

8. Ouverture du couvercle et transfert vers la chambre 2 : Le couvercle se lève et le module est transporté vers la chambre 2.

9. Fonctionnement de la chambre 2 : Réglée à 140-150°C. Comme les bulles ont été éliminées dans la chambre 1, le temps de vide est court (environ 50 à 120 s) mais le temps de maintien est plus long (environ 400 à 600 s) pour assurer une réticulation complète. Après la libération du vide et l'ouverture du couvercle, le module entre dans la chambre de refroidissement (chambre 3).

10. Refroidissement : L'eau de refroidissement dans la plaque de base de la chambre 3 abaisse le module à une plage de sécurité (par exemple en dessous de 50°C) pour stabiliser la structure. Les unités sans troisième chambre ajoutent souvent un refroidissement par air à pression atmosphérique.

11. Déchargement : Le couvercle se lève et le module laminé est envoyé au processus suivant, tel que l'ébavurage.

Application du produit

Paramètres de contrôle clés du processus de laminage

Le laminoir est utilisé comme station d'encapsulation centrale dans pratiquement toutes les lignes de modules en silicium cristallin et de nombreux modules à couche mince, et le réglage correct de ces paramètres est ce qui le rend efficace en production réelle :

• Température : Doit correspondre à la fenêtre de fusion et de réticulation de l'EVA. Une température trop élevée provoque un jaunissement et un délaminage ; trop basse donne une réticulation insuffisante et une mauvaise adhérence. Généralement réglée à 140-150°C (ajustée selon le grade d'EVA).

• Vide : Un vide initial et principal insuffisant est la cause principale des bulles et du délaminage. L'étape de vide principal nécessite souvent 40-100 Pa ou moins.

• Pression : Une pression trop faible provoque un remplissage incomplet et une liaison faible ; une pression trop élevée ou trop rapide peut provoquer des microfissures ou un déplacement des cellules.

• Temps : Le temps de vide, le temps de maintien sous pression/vide (durcissement) et le temps de refroidissement nécessitent tous un contrôle précis. Un temps de durcissement insuffisant réduit directement le degré de réticulation.

• Taux de refroidissement : Un refroidissement trop rapide peut provoquer une concentration de contraintes internes ou un gauchissement.

Essentiels de la maintenance des équipements

Une maintenance régulière est essentielle pour préserver les performances et la durée de vie de l'équipement :

• Vérifications quotidiennes : Tests d'uniformité du vide, de la pression et de la température, inspection des joints d'étanchéité, nettoyage et vérification du tissu haute température et de la feuille de silicone (recherche de rayures et de vieillissement), lubrification du système de convoyage et nettoyage de surface.

• Entretien périodique : Changer régulièrement l'huile de la pompe à vide, nettoyer ou remplacer les filtres à vide, vérifier le système de chauffage (circuit d'huile ou résistances chauffantes), calibrer les capteurs de température/pression/vide, vérifier les connexions électriques et nettoyer soigneusement la chambre.

• Remplacement de la feuille de silicone : La feuille de silicone est une pièce d'usure, généralement remplacée après 6000-8000 utilisations ou lorsqu'elle est gravement rayée, durcie ou endommagée, pour protéger l'uniformité de la pression et la qualité de surface du module (le remplacement est également conseillé lors du passage entre modules double-verre et simple-verre pour éviter les marques sur le fond).

Le laminoir est sans aucun doute le cœur de la fabrication des modules photovoltaïques ; ses performances déterminent directement la qualité d'encapsulation et la fiabilité à long terme. Alors que la technologie photovoltaïque évolue vers une efficacité plus élevée, des tailles plus grandes, des cellules plus fines et des structures double-verre, le laminoir fait face à des exigences plus élevées en matière d'uniformité de température, de performance du vide, de précision du contrôle de la pression, ainsi que d'automatisation et d'intelligence.

Point de vue d'Ooitech

En tant que fournisseur mondial de lignes de production de panneaux solaires, Ooitech estime que le laminateur est l'élément clé de la fiabilité des modules : avec les plaquettes minces et les conceptions double verre désormais courantes, la marge entre une bonne et une mauvaise uniformité de température, stabilité du vide et contrôle de la pressurisation s'est considérablement réduite, et un laminateur à trois chambres bien adapté n'est plus un luxe mais une exigence de base. Grâce à notre expérience de lignes de modules clés en main, nous constatons que l'association de recettes de processus précises pilotées par API avec un entretien rigoureux des feuilles de silicone et des joints contribue davantage au rendement que la simple recherche de vitesse maximale. Pour plus de séquences réelles provenant d'usines de modules solaires, vous êtes invités à suivre et à vous abonner à la chaîne YouTube d'Ooitech à l'adresse www.youtube.com/ooitech.