由于世界范圍內的原材料越來越短缺，同時對于促進環(huán)境友好的能源生產的呼聲越來越強烈，導致太陽能電池工業(yè)的發(fā)展在迅猛增長。如果說這種電池迄今為止主要是手工或半自動化生產，那么隨著機器人技術的不斷進步，將來會越來越多地實現(xiàn)全自動化生產。

　　僅在德國這個由于高額資助費用而成為世界最大和增長最快的市場上，每年（以2007年計）能夠生產總共1.5 GW的光電太陽能電池。迄今為止，各種太陽能電池生產設備的生產能力僅為15～20MW。如今已經設計出了生產能力為100～150MW的設備，而且部分已經建造成功，這些設備需要的投資達到3.5億歐元。幾年后將建成生產能力可達1.2 GW的設備，這種功率的躍升如果沒有自動化是不可能實現(xiàn)的。

　　建立太陽能技術新領域

　　Augsburg市Kuka Systems公司意識到這種局面，自2006年6月開始涉足太陽能技術這個新型業(yè)務領域。根據(jù)在汽車工業(yè)中擁有的廣泛自動化經驗，目標從一開始就定為：通過全面的自動化做出更大的成就，以便能夠大幅度地降低產品成本。如果說太陽能電池在2004年的生產成本在4歐元/W，那么現(xiàn)在已經能夠降低到1.5歐元以下，而且2010年極有可能明顯地降到1歐元/W以下（大約0.7歐元/W）。

　　圖2  機器人用相應的抓具將薄膜放在玻璃板上

　　Kuka Systems公司是這個領域里的成套供貨商，可以根據(jù)客戶的需求提供交鑰匙服務，并且還可以自主運營。報價主要包括設計和工程、項目管理以及質量管理、設備制造，也包括機器人電池、裝置和配備以及售后服務和維護。圖1和圖2分別顯示的是機器人正在做功率測試以及機器人用相應的抓具將薄膜放在玻璃板上。

　　Kuka Systems公司向模塊制造生產廠商既提供單獨的自動化方案，如基于機器人的太陽能電池塊，其中涉及如玻璃的操作、薄膜的鋪疊、質量檢測、橫向釬焊或者外框架等，也提供成套的自動化設備。在硅片模塊技術方面，包括切塊、制片到模塊；在薄層技術方面，包括從加壓到涂抹、模塊。

　　汽車制造方面知名且復雜的機器人加工島，部分也稱作機器人園區(qū)，也適用于太陽能電池工業(yè)。太陽能電池機器人生產線甚至可以在10s內制造出包括電氣連接的大型太陽能電池模塊。即使在極高的速度下，這樣一套設備也可以在1h內絕對可靠而精確地搬動10t玻璃。如果考慮到每塊玻璃板很薄，而且也相當敏感，那么這就是一項巨大的工作。

　　優(yōu)化制造過程

　　工程師們不僅打算提供更多的自動化，還千方百計地對制造過程本身進行優(yōu)化。在一項新型的外框架方案中，鋁外框需要采用機器人安裝在太陽能電池模塊上，這項技術兩度得以落實。另一項挑戰(zhàn)是機器人貼膠帶，機器人能夠自動而準確地把膠帶粘貼在電池模塊上。

　　首先是由于在汽車制造方面具有全面的經驗，由于公司在焊接、粘貼、密封、組裝和測試方面具有良好的聲譽，因此在第一個全額太陽能業(yè)務年度，2007年就以太陽能技術取得了3000萬歐元的銷售額。Kuka Systems公司預計2008年銷售額將達到1億歐元。而且，這個新的業(yè)務領域使這家機器人制造廠商在不單純依靠汽車制造業(yè)務方面又邁出了一大步。

　　成績斐然

　　太陽能技術項目主管Elisabeth Sch?rtl從一開始就參與此事，著重強調了要求極高，同時突出強調了設備和機器的質量、速度以及精度。產品部經理Albert Vontz先生對其說法做了補充，并強調說：“在太陽能電池制造方面，只有極高的精度，才能保證電池模塊在20多年的時間里具有持續(xù)工作的高效率?！保▓D3）

　　圖3  Kuka Systems公司的太陽能產品部主管Albert Vontz先生說：“在制造太陽能電池時只有很高的精度才能保證持久的高效率?！?/P>

　　Kuka Systems公司對待太陽能技術這項業(yè)務究竟有多認真？取得了多大的成功？迄今為止，有關每年制造總功率達450 MW的生產設備的訂單就是明證。和美國Spire公司一道，2007年推出了一套年功率達100 MW的自動生產設備。此外， Kuka Systems公司在歐洲也已經與最著名的制造廠商，如Schott Solar、Oerlikon Solar以及CIS-Solartechnik等公司開始合作。

　　新技術嶄露頭角

　　特別值得一提的是，剛剛嶄露頭角的CIS-CIS太陽能技術，采用化學元素銅（Cu）、銦（In）和硒（Se）。如果這家Bremerhavener公司取得突破，太陽能技術就可能發(fā)生一場革命。在上述化學元素的基礎上，CIS研發(fā)出了薄膜太陽能電池，和硅相比，生產這種電池需要的半導體材料和能源較少。最終，不僅大幅降低制造成本，而且和目前的產品相比也可以大大提高CIS太陽能電池的環(huán)境效益。這家公司在制造時主要采用非真空法，即采用更簡單的技術工作，并且采用靈活的金屬薄膜作為載體材料。這將成為新型太陽能電池簡單快速定徑的制造過程的理想前提條件。

　　CIS太陽能電池的功能層是逐層依次置于載體帶上的。在目前的示范生產線上，載體帶的寬度約為4cm，最大長度約有2000m，是卷繞在卷軸上的。載體帶上不停地涂層，直到制成成品太陽能帶為止。

　　采用的電鍍法具有很高的制造半導體的材料產出量，這種方法不需要超凈化車間環(huán)境。其他的工藝如制造背面觸點和窗戶層的工藝，目前在技術上還不能利用非真空工藝進行復制，所以這些方面仍然使用傳統(tǒng)的噴射技術。今后這些方面也將采用成本更低的替代方法。

　　涂層工序之后，太陽能帶裝配表面接點線（Grid），做成不同尺寸（寬4cm，長5~60cm）和不同功率的太陽能電池。

　　2009年年底將建成30 MW的生產設備，這肯定也要由Kuka公司負責必要的自動化工程。

圖1  機器人正在做功率測試：借助測到的能量功率將太陽能模塊分到相應的盒子中