Warum die Strahlteilungstechnologie der Schlüssel zur Perowskitproduktion im Gigawatt-Maßstab ist
Steigerung des Produktionsdurchsatzes durch Mehrstrahl-Laserbearbeitung
Die Strahlteilungstechnologie revolutioniert die Herstellung von Perowskit-Solarzellen durch die simultane Mehrstrahlbearbeitung. Indem eine einzelne Laserquelle in mehrere Strahlen (z. B. 12–24 Pfade) aufgeteilt wird, können Anlagen wie die Roll-to-Roll-Laser-Scribing-Systeme von Lecheng die P1- bis P3-Strukturierung und die P4-Kantenisolierung in einem einzigen Durchgang durchführen. Dies reduziert die Bearbeitungszeit im Vergleich zu sequenziellen Verfahren um über 60 % und behebt direkt die Durchsatzengpässe in der Gigawatt-Produktion. So erreichen die Systeme von Lecheng beispielsweise Scribing-Geschwindigkeiten von bis zu 8.000 mm/s mit einer Genauigkeit von ±5 μm und gewährleisten so eine hohe Ausbeute bei gleichzeitiger Minimierung von Totzonen. Die Kompatibilität der Technologie mit flexiblen Substraten (z. B. ITO-PET) unterstützt zudem die Roll-to-Roll-Produktion (R2R), einen entscheidenden Weg für eine kosteneffiziente Skalierung.
Präzisions- und Kostenoptimierung durch fortschrittliches optisches Design
Die Strahlteilung basiert auf diffraktiven optischen Elementen (DOEs) oder mechanischen Systemen, um eine Präzision im Mikrometerbereich über alle Strahlen hinweg zu gewährleisten. Die Technologie von Lecheng sichert eine gleichmäßige Energieverteilung (±2 % Abweichung) und verhindert so thermische Schäden an Perowskitschichten – eine häufige Herausforderung bei der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung. Durch die Synchronisierung der Strahlteilung mit Echtzeit-Trajektorienverfolgung und Fokusfolgealgorithmen passt sich die Anlage Substratverformungen an und reduziert den Materialverbrauch um 15 %. Diese Präzision ist entscheidend für die Minimierung von Totzonen (≤150 μm), was direkt mit einer höheren Moduleffizienz korreliert. Darüber hinaus senkt die Konsolidierung der Schritte P1–P4 auf einer Plattform die Anlagenkosten um 30 % und den Platzbedarf der Fabrik um 40 %, wodurch Gigawatt-Fabriken wirtschaftlich rentabel werden.
Skalierbarkeit und Materialvielfalt für die industrielle Anwendung
Die Modularität der Strahlteilungssysteme ermöglicht die nahtlose Integration in bestehende Perowskit-Produktionslinien. Die Lösungen von Lecheng unterstützen Substrate bis zu 2,4 m × 1,2 m und flexible Rolle-zu-Rolle-Bahnen bis zu 500 mm Breite und eignen sich somit sowohl für starre als auch für flexible Moduldesigns. Durch den Einsatz von wellenlängenverstellbaren Lasern (z. B. 355 nm UV bis 1064 nm IR) passt sich die Technologie an verschiedene Schichtsysteme an – von der TCO-Ablation in P1 bis zur Metallelektrodenisolation in P3. Diese Vielseitigkeit beschleunigt den Technologietransfer von der Forschung und Entwicklung im Labormaßstab (z. B. 100-MW-Pilotanlagen) zu Gigawatt-Fabriken im industriellen Maßstab. Die Anlagen von Lecheng sind bereits in vier 100-MW-Perowskit-Pilotanlagen weltweit im Einsatz.
Die Strahlteilungstechnologie ist der Grundstein für die schnelle und präzise Perowskit-Produktion und schließt die Lücke zwischen Laborforschung und industrieller Gigawatt-Fertigung. Durch die Ermöglichung paralleler Verarbeitung, die Verbesserung der Materialkompatibilität und die Senkung der Betriebskosten positioniert sie Unternehmen wie Lecheng an der Spitze der Solarenergiewende.
