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10. April 2019 | Photovoltaik

Weltweit einmalige Messplattform für Fraunhofer Forschungsfabrik PV-TEC

Die erfolgreiche Installation eines Zelltesters durch den Berliner Sondermaschinenbauer Jonas & Redmann ermöglicht die flexible elektrische und optische Charakterisierung von Solarzellen im Photovoltaik-Technologie-Evaluationscenter PV-TEC. Als »Forschungsfabrik für Solarzellen« vor zwölf Jahren eröffnet, leistet das Großlabor PV-TEC einen wichtigen Beitrag zur Pilotierung von kristallinen Siliziumsolarzellen und trägt dazu bei, die Lücke zwischen Forschung und Industrie zu schließen.

Aus produktionstechnischer Sicht stellt eine Forschungslinie wie das Fraunhofer ISE PV-TEC – mit einer hohen Produktvielfalt und den vergleichsweise geringen Losgrößen – besondere Anforderungen an einen Zelltester. Das Vermessen verschiedenster Zellkonzepte und Formate ist ebenso erforderlich, wie die Integration von Messsystemen unterschiedlicher Hersteller – auch nachträglich oder temporär. Darauf basierend entwickelte Jonas & Redmann einen hochflexiblen Zelltester. Alexander Krieg, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Gruppe Inline-Solarzellenanalyse und Simulation am Fraunhofer ISE, der das Projekt von Anfang an begleitet hat, bestätigt: „Mit dem Zelltester für das Photovoltaik-Technologie-Evaluationscenter des Fraunhofer ISE ist in enger Zusammenarbeit mit Jonas & Redmann eine weltweit einmalige Messplattform für die elektrische und optische Charakterisierung von Solarzellen entstanden. Die flexible Anlage vereint derzeit 13 Messsysteme führender Hersteller in der PV-Branche und wird den speziellen Anforderungen eines Forschungsbetriebs gerecht.“ Der Zelltester garantiert einen sehr schonenden Transport der Solarzellen und bietet umfangreiche technische Lösungen für die Inspektion verschiedener Zellkonzepte. Neben Standardsolarzellen werden Rückseitenkontaktsolarzellen, Bifaziale und Busbarlose sowie Half-Cut-Zellen zuverlässig charakterisiert. Speziell für den forschungsnahen Einsatz entwickelt, garantieren besonders die folgenden technischen Möglichkeiten einen flexiblen Einsatz des Zelltesters in dem Fraunhofer-Großlabor:

Wiederholung von Messungen im Fehlerfall und Mehrfachmessungen
Optische Inspektion von Zellvorderseite und -rückseite über ein Bandsystem in einem Durchlauf durch automatisches Wenden der Zellen
Realisierung unterschiedlicher Materialflüsse wie z.B. Carrier-Carrier oder Carrier-Box-Betrieb oder manuelle Beladung der Anlage zur Bearbeitung von Sonderformaten
Veränderung der Höhe der Ent- oder Beladepositionen des Carriers im Automatikbetrieb, um Zellen mit Bow bearbeiten zu können

Die Integration eines Rundschalttisches und Freistellung der Solarzellenrückseite erlauben echt bifaziale Leistungsmessungen (bei gleichzeitiger Vorder- und Rückseiten-Beleuchtung) und damit die detaillierte Charakterisierung bifazialer Solarzellen unter realitätsnahen Bedingungen. Des Weiteren lassen sich neben Standardkontakteinheiten, bestehend aus zwei bis sechs Messleisten, Spezialkontakteinheiten für Rückseitenkontaktsolarzellen und busbarlose Solarzellen integrieren. Das ermöglicht automatisierte Kennlinienmessungen an diesen Solarzellentypen. Mittels Wafertracking, in Verbindung mit einem Data Matrix Code-Scanner, können den einzelnen Solarzellen ihre spezifischen Messergebnisse zugeordnet werden. Ein Datenaustausch zwischen den Messsystemen garantiert eine detailliertere und präzisere Charakterisierung der Solarzellen. Ein kombiniertes Elektro- und Fotolumineszenz-Messsystem automatisiert fortgeschrittene Methoden der Verlustanalyse. Die Integration einer hochpräzisen Linearachse, die für einen vibrationsarmen Transport der Solarzellen sorgt, ermöglicht eine hochauflösende 2D und 3D Druckbildinspektion mit einer optischen Auflösung von 10 µm/ Pixel. Dr. Stefan Rein, Abteilungsleiter Qualitätssicherung, Charakterisierung und Simulation am Fraunhofer ISE, betont: „Möglich wurde dieser hochflexible und zukunftsweisende Messautomat nur durch die vertrauensvolle Zusammenarbeit und die Kreativität der Jonas & Redmann Ingenieure. Es ist gelungen, die spezifischen Anforderungen der ISE-Wissenschaftler in performante Lösungen zu übertragen und das nah am Standard. Es gibt bereits interessante Erweiterungsideen.

https://www.ise.fraunhofer.de/de/fue-infrastruktur/tecs/pv-tec.html

https://www.jonas-redmann.com/geschaeftsfelder/photovoltaik/cell-tester/

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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