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光伏薄膜电池是新能源领域太阳光伏行业中的重要分支及发展方向,铜铟镓硒(Copper Indium Gallium Selenide,CIGS)油墨的发明使得CIGS太阳薄膜电池的制造实现了印刷涂布的高效生产工艺。通过卷对卷工艺流程,在CIGS薄膜电池涂布过程中,将含有特定配比的纳米级CIGS油墨通过狭缝涂布的方式喷涂在金属箔等柔性材料上,最后卷取成型,达到快速制备太阳电池的目的,生产过程中的张力与涂布工艺直接决定了成品薄膜电池的性能。CIGS薄膜电池涂布过程中,对基材的张力控制贯穿整个生产环节。由于张力波动会影响薄膜电池的涂布厚度,其控制精度是薄膜电池成品合格率的重要影响因素,张力过大会导致电池基材变薄甚至崩断,张力过小又使材料变厚甚至松散,影响生产效率和产品质量。为了提高产品质量和生产效率,研究可靠的张力控制系统是制造太阳能薄膜电池涂布系统的前提条件。目前,国内尚未普及应用卷对卷涂布生产CIGS薄膜电池技术,传统的CIGS薄膜电池生产技术与先进的印刷涂布技术相比,存在生产效率低、成本高的缺点。本文在分析太阳能薄膜电池涂布生产工艺流程基础上,研究不停机换卷的连续工艺与控制技术,为实现连续生产过程的张力精确控制,给出一种新型复合张力控制策略。系统通过张力-速度模型计算改变给定速度,同时采集实时张力与设定值比较,将差值作用到速度环中进行校正,从而间接控制基材的牵引张力,实现了涂布工艺流程对张力的精确控制。为实现不停机换卷,收放卷部分采用回转轴及用于切割基材的裁刀,采用精密的位置角及转速传感器,使驱动轴架及转刀的电机实现高精度位置闭环控制;收放卷电机跟随主牵引电机的速度,保证张力恒定的速度控制模式。最后,设计实用的太阳能薄膜电池涂布不停机张力控制系统,当满足生产线速度为120m/min、薄膜电池幅宽为1m的生产过程时,稳态张力波动低于±1%,最大动态张力波动小于±5%。新系统动态性能与稳态精度均满足生产工艺要求。