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25. Januar 2022 | Jonas & Redmann Group GmbH

Nächste Generation: Fertigungs- und Prozesstechnologien für Heterojunction-Solarzellen und Module für Industrie 4.0

Einblicke in das Forschungsprojekt der Jonas & Redmann Automationstechnik GmbH unter der Leitung von Bernhard Melzer und Sebastian Bartsch.

Immer weiter steigender Energiebedarf zwingt uns dazu, sich gezielt mit nachhaltigen Lösungen für eine umweltschonende Energiegewinnung auseinanderzusetzen. Neben Primärquellen wie Wind- und Wasserenergie bildet die Solarenergie eine der Hauptsäulen im Bereich der CO2-neutralen Energiegewinnung. Als Marktführer im Bereich Anlagenbau für die PV Industrie ist eine zuverlässige Lösung unter höchstem Qualitätsanspruch für Jonas & Redmann eine Selbstverständlichkeit. Derzeit wird der weltweite PV Markt von Modulen auf Basis kristalliner Siliziumtechnologie mit einem Marktanteil von nahezu 90% dominiert. Es ist bekannt, dass auch in Deutschland die Erzeugung mittels PV möglich ist. Die derzeit erzielbaren Stromgestehungskosten von 0.10 €/kWh – 0.16 €/kWh sind bereits heute realisiert, so dass die PV Industrie grundsätzlich attraktiv für einen weiteren Ausbau erscheint. Eine weitere Senkung der Stromgestehungskosten stellt die deutsche und europäische PV Industrie jedoch seit Jahren vor enorme Herausforderungen.

Um eine zukünftige Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten, müssen nicht nur die Produktionskosten, sondern zusätzlich auch die Investitionskosten nachweislich reduziert werden. Nur so ist es der europäischen PV Industrie möglich, gegenüber der starken Konkurrenz aus Asien (Japan, Korea, China und Taiwan) zu bestehen.

Vor nunmehr rund drei Jahren hat Jonas & Redmann beschlossen, sich im Rahmen eines Forschungsprojektes mit innovativen Fertigungstechnologien und neuen Modulkonzepten auseinanderzusetzen, um eine zukunftsweisende Technologie innerhalb der PV Industrie zu etablieren, welche eine Reduzierung der Stromentstehungskosten gewährleistet.

Die Notwendigkeit der Projektrealisierung ergab sich für Jonas & Redmann bereits aus dem gesellschaftlichen Ziel heraus, unsere Energieversorgung bis zur Mitte dieses Jahrhunderts überwiegend durch erneuerbare Energien abzubilden. Um die dabei obligatorische Wirtschaftlichkeit sicherzustellen, ist es notwendig, die photovoltaisch erzeugten Stromgestehungskosten (LCOE) soweit zu senken, dass erneuerbare Energien mit Hilfe der Photovoltaik auf 5ct/kWh reduziert werden. Gleichzeitig strebt Jonas & Redmann mit dem Forschungsprojekt an, die Leistung der einzelnen Module wesentlich zu erhöhen und die Verlängerung der Lebensdauer zu erzielen. Ferner wird die Erzielung geringer Modulproduktionskosten (< 40ct/Wp) durch flexible, hochautomatisierte Verbund-Produktion in den Mittelpunkt des Forschungsprojektes gestellt.

 

Um diese Ziele zu erreichen, entwickelte Jonas & Redmann die PECVD- und PVD Maschinengeneration mit Waferdurchsatzraten > 4000 W/h unter gleichzeitiger Einbindung in Industrie 4.0 Konzepte.

Grundlage bildet die Anlagen- und Prozesstechnologie einer auf Siliziumwafern basierenden Heterojunction-Fertigungstechnologie, welche seine Attraktivität für eine langfristig zuverlässige Energieversorgung bereits unter Beweis stellen konnte. Im Vergleich zu etablierten Zellkonzepten ist die Wettbewerbsfähigkeit ohne eine Optimierung im Herstellungsprozess allerdings nicht gegeben. Damit wird deutlich, dass die größte Herausforderung dieser neuen Technologie ist, kostenseitig wettbewerbsfähig zu den etablierten Zellkonzepten zu bleiben. Dies muss sowohl über neuartige Herstellungsprozesse als auch neue Anlagenkonzepte gewährleistet werden.

Zur Umsetzung des Forschungsprojektes wurde durchgehend eng mit renommierten Projektpartnern kooperiert. Ohne diesen engen Austausch und gute Zusammenarbeit wären die Ergebnisse wohl nicht erzielt worden.

In dem nunmehr abgeschlossenen Projekt wurden die Zell- und Modulherstellung anwendungsnah in entlang der gesamten Wertschöpfungskette erforscht. Im Fokus des Forschungsprojektes stand die Entwicklung neuer Prozess- und Handhabungsplattformen mit erhöhter Produktivität zur Herstellung von bifazialen, auf klassischer Multi-Busbartechnologie basierenden Heterojunctionsolarzellen und –modulen. Unter Berücksichtigung des Industrie 4.0 Konzeptes gelang es Jonas & Redmann, das vorhandene MES System bzgl. der prädiktiven Prozesskontrolle konsequent zu erweitern. Darüber hinaus konnten mit einem neuen Werkstoff und einer alternativen Geometrie erfolgreich die Saugträger der Ausrichtstationen optimiert werden, so dass so gut wie keine Defekte mehr verursacht werden. Ein unerwartetes neues Phänomen, mit dem Jonas & Redmann mit dieser neuen industriellen Anlage zum ersten Mal konfrontiert wurde, waren auf den Wafern erkennbare Riemenabdrücke. Es stellt sich heraus, dass erhitzte Wafer hierfür die Ursache sind. Durch Designänderungen konnten diese Effekte minimiert werden.

 

Die Referenzzellen haben einen sehr hohen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 22,99 %. Im Vergleich dazu verursachte der zusätzliche Transport durch die J&R Anlage eine Degradation, die kleiner als 0,1 % abs. war. Dieses herausragende Ergebnis übertraf die ursprünglichen Erwartungen der Projektgruppe.

Nach Abschluss des Projektes sind sich Jonas & Redmann sowie alle Projektpartner einig: Die Forschungsergebnisse können maßgeblich zu der weiteren Entwicklung in der PV Industrie beitragen. Die Produktion von Heterojunction-Solarzellen profitiert enorm vom Effizienzgewinn durch von Jonas & Redmann entwickelten und untersuchten, innovativen Maßnahmen. Die Zusammenfassung des Abschlussberichts wurde durch das TIB Leibnitz-Informationszentrum veröffentlicht und kann hier eingesehen werden.

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    • JR Kompetenzen

      Jonas & Redmann verfügt über weitreichende Kompetenz in der Automatisierung komplexer und vielschichtiger Produktionsprozesse.

      Automatisierung komplexer Prozesse

      Dabei sind wir besonders spezialisiert auf die Entwicklung von Technologien für Produktionsprozesse, die bis dato noch nicht automatisiert sind oder als nicht automatisierbar gelten. Profitieren Sie von unserem umfangreichen Prozess-Know-how aus zahlreichen Projekten in den Hochtechnologiebranchen: Photovoltaik, Energiespeicher, Medical Engineering und Montageautomation. Mit umfassender Expertise bieten wir unseren Kunden bewährte Prozesse und effiziente Systemlösungen für anspruchsvolle Anwendungen.

      Portfolio für Hochtechnologiebranchen

      Entwicklung neuer Produktionstechnologien und der dafür notwendigen Maschinen

      Standardisierte Plattformen für Automation, Messtechnik und Prozesstechnologien

      Laboranlagen, Einzelanlagen, Integrierte Produktionslinien

    • Verbindungstechnologien

      In der automatischen Montage kommt den Funktionseinheiten zum Fügen und Verbinden eine zentrale Rolle zu.

      Optimale Verbindungslösungen

      Wir integrieren eine breite Palette von Verbindungstechnologien in Ihre Gesamtlösungen zur Montage von Elektronik- und Automotivekomponenten.

      Portfolio Verbindungstechnologien

      Fügetechnik

      Schraubtechnik

      Einpresstechnik | Präzisionspressen

      Niettechnik

      Löttechnik zum Selektivlöten

      Schraubtechnik

      Heißsiegeln

      Schweißen

      Klebetechnik und Dosiertechnik

    • Markieren & Bearbeiten

      In der Produktion von Hightech-Produkten stellen sensible oder biegeschlaffe Materialien hohe Ansprüche an Bearbeitungs- und Markierprozesse.

      Bearbeiten von Hightechmaterialien

      Von hartsprödem Silizium, über biegeschlaffe ultradünne Folien bis hin zu Feinsthohlfasern – wir bieten Engineering-Expertise für die Bearbeitung zahlreicher Hightech-Materialien. Mit hoher Präzision und Qualität bearbeiten unsere Automatisierungslösungen auch Ihr komplexes Produkt, entsprechend der Spezifikation.

      Portfolio Markieren und Bearbeiten

      Abfüllen / Dosieren von Feststoffen und Fluiden

      Präzisionsdispensen von Pasten und Klebstoffen

      Beschichten von Oberflächen mit pastösen Medien

      Formgebung von Folienzuschnitten durch Stanzen

      Z-Falten von Separatorband in der Akkumulatorproduktion

      Umformen von Schlauch

      Umformen | Tiefziehen von Verbundfolien

      Ablängen, Bündeln und Zuschneiden von Hohlfasern

      Lasermarkieren

      Tampon- und Inkjetdruck 

      Etikettieren

    • Handling & Montage

      Jonas & Redmann ist Spezialist in der Konzeption und Fertigung intelligenter und hochflexibler Montagelösungen sowie kundenspezifischer Handlingtechnologie.

      Modulare Montage – Agil und Hochflexibel

      Wir bieten skalierbare automatisierte und halbautomatisierte Montage- und Handlinganlagen, in denen Elemente auf einfachste Weise rekonfiguriert werden können. Einfach umrüstbare Komponenten bieten Flexibilität und ermöglichen die Produktion unterschiedlicher Produkttypen. Die Integration von zusätzlichen Modulen mit neuen Funktionalitäten in bestehende Linien kann einfach umgesetzt werden.

      Portfolio Montage

      Montage von Kleinstteilen mit hohen Taktzeiten

      Präzisions- und Mikromontageautomaten

      Sortiertechnik für Schüttgut

      Pick & Place Module | Montage-Handlingmodule

      Robotik (alle Kinematiken)

      Palettiereinheiten

      Stapeleinheiten

      Dosiereinheiten

      Portfolio Handling und Transport

      Zuführungen

      Transfersysteme

      Portalhandlings

      Spezialgreifer für biegeschlaffe Materialien

      Spezialgreifer für hartspröde und ultradünne Materialien

      Transport- und Speichermedien für sensitive Produkte/ kundenspezifisch

      Modulare Greifer zur einfachen Umrüstung bei Variantenwechsel

      Werkstückträgerumlaufsysteme

      Automated Guide Vehicles

      Overhead-Transportsysteme

    • Messtechnik

      Für ein durchgängiges Qualitätsmanagement in der laufenden Produktion bieten  wir zuverlässige inline Messtechnik und In-Prozess Analyse-Software. Bereits während der Konzeption einer Anlage denken wir alle messtechnisch relevanten Schritte mit. Die fertige Gesamtlösung bietet auf Wunsch eine umfangreiche Qualitätsprüfung und -auswertung je Messzelle sowie über alle Prüfobjekte.

      Durchgängigkeit in der Qualitätssicherung

      Materialeingangsprüfung

      Durchgängige Prüfung und Überwachung während der Produktion mit integrierter Schlechtteilausschleusung

      End-of-Line Test

      Portfolio Messtechnik

      Robot-Vision-Systeme

      Oberflächeninspektion

      Vermessung von Schichtdicke    

      Präzisionswiegen

      Montage- und Vollständigkeitsinspektion

      Code Identifikation

      Inline Vermessung

    • Lasertechnik

      Wir bieten die Integration von Lasertechnik in Automatisierungstechnik, gepaart mit fundierter Prozesskompetenz in zahlreichen Laserapplikationen.

      Mikrobearbeitungsprozesse

      Ein eigenes Laserlabor und  die enge Kooperation mit Kompetenzstellen im Bereich Laserquellen und Optik ermöglichen die schnelle Entwicklung und Umsetzung kundenspezifischer Laserprozessanlagen.

       

      Laserbearbeitung in der Herstellung von Solarzellen

      Schneiden | Trennen von biegeschlaffen Materialien wie Folien und Separatoren,

      Schweißen von Ableitertabs in der Herstellung von Lithium-Ionen-Zellen

      Entlacken | Entschichten z.B. von Kupferlackdraht in der Statorherstellung

      Markieren

    • Siebdruck

      Jonas & Redmann ist ein führender Hersteller vollautomatischer Anlagen zur Front- und Rückseitenmetallisierung von kristallinen Silizium-Wafern im Siebdruckverfahren.

      Hohe Siebqualität und geringer Pastenverbrauch

      Die gezielte Entwicklungsarbeit im Bereich Siebdruck seit 2009, gebündelt mit unserer Expertise in der Bearbeitung und Handhabung hartspröder Materialien, hat wegweisende Metallisierungsanlagen mit wettbewerbsentscheidenden Alleinstellungsmerkmalen hervorgebracht. Unsere Expertise im industriellen Siebdruck bringen wir gern in Ihr Projekt ein.

      Höchste Genauigkeit bei der Objektausrichtung und beim Siebdruck

      Soft-Print Technologie durch berührungsarme Transport- und Bearbeitungsstrategien

      Einzigartige Siebliftkinematik für hohe Sieblebensdauer

      Innovative Drucknestbeschickung

      Mehrschichtdruckprozesse in höchster Präzision

    • Softwareentwicklung

      Automatisierungssoftware ist essenziell für eine hohe Funktionalität und Effizienz. Eine Kernkompetenz der Jonas & Redmann liegt in der Entwicklung individueller Software für technisch komplexe Maschinen und Anlagen.

      Individuelle Softwarelösungen

      Wir entwickeln individuelle Software als integralen Bestandteil Ihrer Maschinen oder als ergänzende Applikation. Dabei profitieren Sie von unserer Erfahrung mit verschiedenen Steuerungs- und Visualisierungssystemen (Siemens, Beckhoff, Allen Bradley, kundenspezifisch).

      Portfolio Softwareentwicklung

      Hochsprachenprogrammierung

      Manufacturing Execution System (MES) Schnittstellen

      Systemintegration von Messtechnik | Prozesstechnik

      Programmierung von Industrierobotern

      Leistungssteigerung durch Software | Diagnose und Fernzugriff

      • Deutschland Hauptsitz Berlin

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        Verwaltung

        Lieferadresse

        • Jonas & Redmann | Hauptsitz
          Segelfliegerdamm 65
          12487 Berlin
          Deutschland

         

        • Jonas & Redmann | Anlieferung
          Segelfliegerdamm 67
          12487 Berlin
          Deutschland

         

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom Flughafen BER „Willy Brandt“

        • Von Schönefelder Allee A113 nehmen
        • A113 bis Stubenrauchstraße in Berlin folgen
        • Auf A113 Ausfahrt Stubenrauchstraße nehmen
        • Stubenrauchstraße folgen
        • Bis Segelfliegerdamm fahren
        • Entfernung vom Flughafen beträgt 12,9 km (12 min)

        Vom Hauptbahnhof Berlin Hbf

        • Auf B96 fahren
        • A100 nehmen
        • A 100 und A113 bis Massante-Brücke/Stubenrauchstraße folgen
        • Auf A113 Ausfahrt 4-Stubenrauchstraße nehmen
        • Stubenrauchstraße folgen, bis Segelfliegerdamm fahren
        • Entfernung vom Hauptbahnhof beträgt 18,4 km (27 min)
      • Korea Cheongju

        Adresse

        • Jonas & Redmann Korea Co. Ltd.,
          503 Venture Plaza, Gangni 1 gil 7,
          Ochang-eup, CheongWon-gu, CheongJu-si,
          Chungbuk 28126,
          Korea

         

        • Telefon: +82 43 2110 762
        • Fax: +82 43 2110 763
        •  E-Mail

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom Flughafen Incheon International

        • mit dem Taxi: Ausgänge 4 bis 8 im Bereich „Ankunft“ benutzen (Fahrtkosten ca. 150 €)
        • mit dem Mietwagen: GPS Navigation in englischer Sprache verwenden (Fahrtzeit ca. 2 Stunden)
        • mit dem Bus: Kaufen Sie ein „Long Distance Ticket“  nach Cheongju– Verkaufsstelle innen am Ausgang 8/ Verkaufsstelle außen an Ausgang 11, Abfahrt erfolgt an der Haltestelle 10C (bei Ausgang 11)

        Vom Busbahnhof Cheongju

        • Nehmen Sie das Taxi
        • Der Taxistop befindet sich gegenüber des Busbahnhofs
        • Entfernung zu JR Korea ca. 15 Km (Fahrtkosten 15 €)
      • China Suzhou City

        Adresse

        • Jonas & Redmann China Co. Ltd.
          D-411, No 388 Xing Han Street
          SIP, Suzhou City, Jiangsu Province,
          China Postcode: 215021

         

        • Telefon: +86 512 6298 8218
        • Fax: +86 512 6298 8190
        •  E-Mail

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom Bahnhof Suzhou Industrial Park:

        • Fahrt nach West Zhihe Road
        • Biegen Sie an der Middle Suhong Road links ab
        • Weiter auf der West Suhong Road
        • Biegen Sie an der Xinghai Straße links ab
        • Nach 2,4 km erreichen Sie Ihr Ziel

        Vom Bahnhof Suzhou:

        • Fahren Sie zur Suzhan Road
        • Weiter auf der Guandu Road
        • Biegen Sie an der Shanggao Road rechts ab
        • Weiter auf der Donghuan Road
        • Biegen Sie an der West Zhongxin Avenue links ab
        • Nach 2,1 km erreichen Sie Ihr Ziel

        Öffentliche Verkehrsmittel

        • Sie erreichen uns mit den Buslinien 26, 27, 28, 100, 118, 142, 160, 307, 818
      • Taiwan Chu-Pei City

        Adresse

        • Jonas & Redmann Taiwan Ltd.
          10F.-6, NO.251, Fuxing 1ST ST., Zhubei City,
          Hsinchu County, 30271
          Taiwan

         

        • Telefon: +886 3 5600 599
        • Fax: +886 3 5600 579
        •  E-Mail

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom Flughafen Taiwan Taoyuan International (TPE)

        • Auffahrt des National Highway No.1 Richtung Zhubei/Qionglin nehmen
        • An der Ausfahrt Zhubei/Qionglin ausfahren
        • Rechts abbiegen in die Xianzheng 2nd Rd
        • Dem Straßenverlauf für 2 km folgen
        • Die Reisezeit beträgt ca.1 Stunde

        Vom Taiwan Taoyuan International Airport (TPE)

        • National Highway No.1 Zhubei/Qionglin Interchange
        • From National Highway No.1, exit at the Zhubei/Qionglin Interchange.
        • Turn right at  Xianzheng 2nd Rd,
        • Drive straight around 2 KM
        • Die Reisezeit beträgt ca.1 Stunde

        Vom Taiwan High Speed Rail Hsinchu Station

        • THSR Hsinchu Station shuttle bus | exit No. 4
        • Die Reisezeit beträgt 15 Minuten

        Öffentliche Verkehrsmittel vom Bahnhof Taiwan High Speed Rail Hsinchu Station

        • Vier Stationen (exit 4) mit dem THSR Hsinchu Station Shuttle-Bus fahren
        • Reisezeit ca.:  15 minutes
      • USA Beaverton

        Adresse

        • Jonas & Redmann USA, Inc.
          4905 SW Griffith Drive
          Suite 108
          Beaverton, OR 97005
          USA

         

          • Telefon: +1 503 372 6443
      • Standort Malterdingen

        Google Maps

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        Adresse

        • Jonas & Redmann Innovations GmbH
          Riegeler Strasse 4
          79364 Malterdingen
          Deutschland

         

        • Telefon: +49 7644 92797-0
        • Fax: +49 7644 92797-110
        •  E-Mail

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom Flughafen Basel Mulhouse Freiburg:

        • Fahren Sie auf die Autobahn A 35
        • Die A35/ A5 bis L113 in Riegel am Kaiserstuhl nehmen
        • Die Autobahn A5 an der Ausfahrt 59 – Riegel verlassen
        • Fahren Sie in Richtung Malterdingen
        • Nehmen Sie im Kreisverkehr die erste Ausfahrt und biegen Sie an der nächsten Kreuzung rechts ab

        Vom Bahnhof:

        • Fahren Sie mit EC/IC/ICE bis Offenburg oder Freiburg im Breisgau
        • Von dort haben Sie Anschluss an den Regionalexpress nach Riegel-Malterdingen
        • Die Firma Jonas & Redmann Innovations GmbH befindet sich unmittelbar am Bahnhof Riegel-Malterdingen.

        Die Anreise mit dem Flugzeug erfolgt über die Zielflughäfen:

        • Frankfurt Main (243 km)
        • Stuttgart (185 km)
        • Zürich (180 km)
        • Karlsruhe/ Baden-Baden (90 km)
        • Basel-Mulhouse-Freiburg (90 km)
      • Indien Mumbai

        Adresse

        • Jonas & Redmann | Indien,
          International Marketing Corporation
          418, Swastik Chambers
          Sion Trombay Road
          Chembur
          Mumbai – 400 071

         

        • Telefon: +91 22 6684 0000
        • Fax: +91 22 6684 0099
        •  E-Mail

        Anfahrtsbeschreibung

        Vom International Airport Mumbai

        • Nehmen Sie die Nehru Rd bis Service Rd
        • Biegen Sie am Mumbai Domestic Airport Hotel links auf die Service Road / Western Express Highway ab
        • Fahren Sie links in die Sion-Bandra Link Rd und halten Sie sich auf der linken Seite, um auf der Sion-Bandra Link Rd zu bleiben
        • Biegen Sie links in die Dharavi Depot Road bis zur Lal Bahadur Shastri Rd, biegen Sie rechts ab
        • Die Lal Bahadur Shastri Rd wird zur Station Rd, folgen Sie ihr nach links
        • Fahren Sie weiter auf dem Eastern Express Highway / Mumbai-Agra National Highway
        • Biegen Sie links in die Sumannagar Flyover ab und fahren Sie auf der linken Spur auf die Sion – Trombay Road / VN Purav Marg
        • Fahren Sie links auf die SG Barve Marg, IMC befindet sich auf der linken Seite
      • Vertrieb Photovoltaik

        Ansprechpartner

        Dipl. Wirt. Ing. (FH)
        Wolfgang Sonnenburg
        Director Sales & Business Delevopment Photovoltaics

        Segelfliegerdamm 65 | 12487 Berlin | Deutschland
        Tel.: +49 30 230 866-6270
         E-Mail senden

      • Vertrieb Energiespeicher

        Ansprechpartner

        Stefan Krippner

        Vertrieb Energiespeicher

        Segelfliegerdamm 65 | 12487 Berlin | Deutschland
        Tel.: +49 30 230 866-6272
         E-Mail senden

      • Vertrieb Medizintechnik

        Ansprechpartner

        Sören Grzyl
        Bereichsleiter Medizintechnik

        Segelfliegerdamm 65 | 12487 Berlin | Deutschland
        Tel.: +49 30 230 866-5811
         E-Mail senden

      • Vertrieb Montageautomation

        Ansprechpartner

        Dipl. Ing
        Peter Schneider
        Vertriebsingenieur

        Segelfliegerdamm 65 | 12487 Berlin | Deutschland
        Tel.: +49 30 230 866-5654
         E-Mail senden