國研院上銀聯手智慧機械加值綠能產業
太陽能板產線智慧即時回饋檢測1分鐘完成

新網記者麻念台台北特稿
2020/4/21 下午 06:12:50 / 產業經濟

　傳統檢測一片長122公分、寬62公分的大型薄膜太陽能板僅能以人工抽檢，約需30分鐘。國家實驗研究院台灣儀器科技研究中心，聯手上銀科技及擁有硒化銅銦鎵(CIGS)薄膜太陽能電池製程自主開發技術的上銀光電，以光機電整合技術，客製化開發建置全台首創線上全檢「太陽能板產線智慧即時回饋檢測設備」，在1分鐘內即可完成一片板材檢測，不但檢測效能提升30倍以上，良率也提升到99.2%，並可即時分析研判結果，據以對製程進行調整，大幅提升生產效能和品質。

國家實驗研究院院長王永和說明政府5+2產業創新計畫中，太陽能光電是重要能源政策之一。(歸鴻亭攝影)

　國研院院長王永和表示，政府5+2產業創新計畫中，太陽能光電是重要能源政策之一。薄膜式太陽能電池因為製造過程可節省能源與大量材料，為太陽能電池主要發展趨勢之一。

　為兼顧能源安全、綠色經濟及環境永續，發展太陽能光電並促進綠能產業在地發展是政府5+2產業創新計畫中重要的能源政策之一。太陽能電池依技術不同，可分為矽晶與薄膜兩大類。矽晶式因技術較成熟且每單位功率相對成本較低，目前仍為市場主流；薄膜式則採鍍膜方式，製造過程可節省能源及大量原材料，且可製作可撓式基板太陽能電池，適於應用在建築整合太陽能(Building-integrated Photovoltaics, BIPV)，亦可做為攜帶式產品的供電來源，為太陽能電池主要發展趨勢之一，年產值上看300億美元。在薄膜式太陽能電池中，硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Selenide, CIGS)型態具有相當高的光電轉換效率與成本優勢，十分被看好。

上銀科技經理廖天賜介紹薄膜式太陽能電池因為製造過程可節省能源與大量材料，為太陽能電池主要發展趨勢之一。(歸鴻亭攝影)

　國研院儀科中心組長陳銘福介紹，這套設備可以對長122公分、寬62公分的大型薄膜太陽能板，進行快速掃描取像與資料儲存。每片太陽能板，可以從傳統檢測30分鐘抽樣檢查，縮短為1分鐘內完成線上全檢，效能提升30倍。相較於國外，台灣對CIGS薄膜太陽能電池的研究起步較晚，生產及檢測設備長期以來被歐美日各國企業壟斷。為突破生產製備技術瓶頸，國研院儀科中心與上銀集團強強聯手，運用「光學量檢測」與「智慧機械」之核心技術能量，客製化開發「太陽能板產線智慧即時回饋檢測設備」，能夠於生產線上快速、精確地全面檢測太陽能板，提升製程品質，並掌握製程設備自主權，建立競爭者難以跨越的發展優勢。

　上銀光電總經理林明堯說明，CIGS薄膜太陽能板在製程中須對太陽能板材執行3道劃線製作程序，包括雷射劃線與機械劃線，過程中可能出現劃線的線寬或線距變異、劃線扭曲、劃線深度不足或過深造成崩裂等現象。傳統的檢測方式係採離線抽樣檢查，需要以人工對太陽能板材進行局部檢測、分析與研判，一片板材約需30分鐘檢查時間，無法符合現今量產需求。

國研院儀科中心主任楊燿州解釋發展太陽能光電並促進綠能產業在地發展是政府5+2產業創新計畫中重要的能源政策之一。(歸鴻亭攝影)

　為建立一套能與產線結合的線上全檢設備，國研院儀科中心配合上銀光電生產線量身訂做、客製開發出「陣列式光學取像系統」、「高效能運算儲存系統」與「量檢測運算核心」，結合上銀科技以傳動與控制專業發展的「精密定位移動平台」與「上下料機械手臂」，以光機電整合技術建置全台首創線上全檢「太陽能板產線智慧即時回饋檢測設備」。這套設備整合光學取像系統與高效能運算儲存系統，搭配精密定位移動平台及可提高上下板材效能的機械手臂，能對長122公分、寬62公分的大型薄膜太陽能板進行快速掃描取像與資料儲存，再經由量檢測運算核心完成板材量檢測與品質判別，每片太陽能板可在60秒內完成檢測作業，符合線上即時檢測的速率要求，檢測效能提升30倍以上。

　上銀科技經理廖天賜認為，這項成果是智慧機械的里程碑，未來可以應用到玻璃基板、平面顯示器、液晶顯示器、印刷電路板、半導體晶片甚至紡織皮革等，提升台灣產業的國際競爭力。

國研院上銀聯手智慧機械加值綠能產業，檢測效能提升30倍以上，良率也提升到99.2%。(歸鴻亭攝影)

　除了提升檢測效能外，由於從人工抽檢改為自動化全檢，可大幅增加板材檢測數量及縮短檢測時間，並可將檢測結果自動連結電腦與資料庫，即時判斷製程上可能發生的問題，而回饋到製程的調整，可有效提高生產效率與品質。這套設備已整合於上銀光電的CIGS薄膜太陽能板製造生產線，整套設備的穩定性與檢測精確性已通過產線驗證，並具備智慧物聯網(Artificial Intelligence of Things, AIoT)的系統架構，可建置智慧工廠生產線，在不同階段製程中進行檢測並即時回饋，以優化製程與設備，提高太陽能板發電效能與品質。

　國研院儀科中心主任楊燿州指出，此設備通過上銀集團一年的嚴格考驗，相信透過法人技術加值能帶動綠能產業設備供應鏈在地化發展，讓台灣成為亞洲綠能產業的重要據點。儀科中心累積多年光機電整合能力，能依照客戶需求量身打造客製化儀器解決方案，無論是縱向技術加值或是橫向跨域整合，藉由策略聯盟與技術互補等多元的合作模式，協助夥伴客製化開發檢測設備，掌握自主化關鍵技術並降低設備成本。藉由開發這套線上全檢「太陽能板產線智慧即時回饋檢測設備」所建立的技術與能量，未來亦可延伸應用至類似的產線或產品檢測，例如玻璃基板、平面顯示器、液晶顯示器、印刷電路板、半導體晶片甚至紡織皮革等，提升我國電子產業甚至傳統產業的國際競爭力。