persbericht-productie-zonnemodules
Persbericht | 11-03-2025
Hoe kristallijne zonnepanelen worden geproduceerd: inzicht in het productieproces
Met een aandeel van ongeveer 11% van de elektriciteitsopwekking in de EU overtrof zonne-energie in 2024 voor het eerst de opwekking uit steenkool. Om de rol van fotovoltaïsche energie verder te laten groeien, moeten zonnepanelen efficiënt, kosteneffectief en in grote hoeveelheden worden geproduceerd. Geautomatiseerde productieprocessen spelen hierin een sleutelrol. Dit artikel laat zien hoe kristallijne zonnepanelen worden geproduceerd – van de elektrische verbinding van zonnecellen tot de uiteindelijke kwaliteitscontrole.
Zonne-energie is een fundamentele pijler van de energietransitie, en kristallijne zonnepanelen domineren de markt dankzij hun efficiëntie en duurzaamheid. Om economische productie op grote schaal te garanderen, zijn geautomatiseerde productieprocessen essentieel. Van de nauwkeurige verbinding van zonnecellen tot het lamineringsproces en de uiteindelijke kwaliteitscontrole – dit zijn de belangrijkste stappen in de moderne productie van zonnepanelen.
Introductie: kristallijne zonnecellen en de opbouw van een zonnepaneel
Kristallijne siliciumzonnepanelen zijn de meest gebruikte technologie in de fotovoltaïsche sector. Ze bestaan uit meerdere zonnecellen, die op hun beurt worden vervaardigd uit siliciumwafers. Deze wafers bevatten gedopeerd silicium, dat een elektrische lading scheidt door de toevoeging van vreemde atomen. Dunne metalen contacten – bekend als busbars en vingers – geleiden de opgewekte stroom. De fijne vingers verzamelen de elektriciteit over het gehele celoppervlak en geleiden deze naar de busbars, die als stroomverzamelaars fungeren.
Een zonnepaneel bestaat uit meerdere onderling verbonden zonnecellen. Om deze kwetsbare cellen te beschermen tegen mechanische en omgevingsfactoren, worden ze ingekapseld in meerdere lagen. Een glasplaat aan de voorkant zorgt voor stabiliteit, terwijl EVA-folie (ethyleenvinylacetaat) als inkapselingsmateriaal dient. De achterkant bestaat uit een extra beschermende kunststoflaag of een tweede glaslaag, waaraan ook de aansluitdoos is bevestigd die de opgewekte gelijkstroom doorstuurt. Een aluminium frame omringt het paneel en vergemakkelijkt de installatie.
De productie van een zonnepaneel – stap voor stap
De productie van siliciumwafers is een hooggespecialiseerd proces dat doorgaans wordt uitgevoerd door hightechbedrijven. De daadwerkelijke productie van zonnepanelen begint met voltooide zonnecellen, die al zijn gedopeerd en voorzien van een antireflecterende laag.
Stap 1: verbinden van de zonnecellen – het stringing-proces
De eerste stap in de productie van zonnepanelen is het elektrisch verbinden van individuele zonnecellen. Dit proces, bekend als stringing, omvat het solderen van de cellen met behulp van dunne koperen linten (ook wel tabbing wires of ribbons genoemd) over hun busbars. De cellen worden gerangschikt in rijen – de zogenaamde strings. Precisie is essentieel om breuken en microscheuren in de kwetsbare siliciumcellen te voorkomen. Het soldeerproces moet mechanische en thermische belasting minimaliseren.
Stap 2: Snijden en laagpositionering – het layup-proces
Nadat alle lagen van het zonnepaneel – glas, EVA-folie, strings en de achterfolie – op maat zijn gesneden, worden ze nauwkeurig gestapeld in de volgende stap. Dit proces staat bekend als layup. De automatische plaatsing zorgt voor een positioneringsnauwkeurigheid van ±0,1 mm.
Stap 3: Laminering
Zodra de lagen correct zijn gepositioneerd, worden ze samengevoegd tot een duurzame en stabiele eenheid – een proces dat bekend staat als laminering. Tijdens deze stap wordt het paneel verwarmd in een vacuümzak of autoclaaf, doorgaans tot ongeveer 140°C, terwijl ofwel onderdruk of overdruk (tot 10 bar) wordt toegepast. Tijdens dit proces polymeriseert de voorheen melkachtige EVA-folie tot een heldere, driedimensionaal gekoppelde kunststoflaag, waardoor permanente hechting tussen de zonnecellen, het glas en de achterfolie wordt gegarandeerd.
Stap 4: Randen trimmen en framing
Na laminering wordt het paneel klaargemaakt voor definitief gebruik. De eerste stap is het trimmen van de randen, waarbij overtollig materiaal – zoals EVA-folie en de achterfolie – wordt verwijderd. Vervolgens wordt de aansluitdoos geïnstalleerd. In de laatste stap wordt het aluminium frame bevestigd, wat zorgt voor mechanische stabiliteit en de installatie vergemakkelijkt. De framebevestiging gebeurt met siliconen of speciale kleefbanden.
Stap 5: Kwaliteitscontrole en classificatie
Voordat een zonnepaneel de fabriek verlaat, moet het een uitgebreide kwaliteitscontrole ondergaan. Een zonnesimulator meet de elektrische prestaties, terwijl elektroluminescentie- en isolatietests mogelijke defecten of materiaalgebreken opsporen. Tot slot worden de panelen geclassificeerd op prestatieklasse, verpakt en klaargemaakt voor verzending.
Kostendruk bij de productie van zonnepanelen
De zonnepanelenindustrie staat onder enorme kostendruk. Terwijl de vraag naar hernieuwbare energie blijft groeien, zijn overheidssteun en subsidies in veel landen verminderd of afgeschaft. Bovendien heeft de concurrentie – vooral van Aziatische fabrikanten – de marktsituatie verder aangescherpt. Om economisch concurrerend te blijven, moeten fabrikanten in Europa en daarbuiten de productiekosten verlagen – zonder in te boeten op kwaliteit. Eén manier om dit te bereiken is het gebruik van tweedehands productiemachines. Tot 27 maart zijn verschillende zonnepaneel-productiemachines beschikbaar bij Surplex.
Geautomatiseerde productie van zonnepanelen is essentieel om kosten te verlagen – en de energietransitie te versnellen.
Tijdens laminering worden de afzonderlijke lagen van het paneel – glas, EVA, strings en inkapselingsmaterialen – tot één geheel versmolten.
Nauwkeurige siliconentoepassing zorgt voor een veilige bevestiging van het aluminium frame aan het zonnepaneel.
