PV 太陽電池製造産業のニーズを適える RESOLUTE™ アブソリュート光学式エンコーダ

高効率太陽電池セルメーカーが直面する最大のチャレンジは、いかにコストを削減して、セル効率を向上するかということです。グリッドパリティを達成し、それ以上の利益を得るためには、発電量を高め、プロセス変動を低減し、製造ラインのスループットを高めるためにすべての障害を排除することを通じて、工場自動化を促進することが、主要方策の 1 つとして広く認識されています。

高効率太陽電池セルメーカーが直面する最大のチャレンジは、いかにコストを削減して、セル効率を向上するかということです。グリッドパリティを達成し、それ以上の利益を得るためには、発電量を高め、プロセス変動を低減し、製造ラインのスループットを高めるためにすべての障害を排除することを通じて、工場自動化を促進することが、主要方策の 1 つとして広く認識されています。

他の多くの業界と同様、太陽電池セルの製造工場が効率的な自動化を行う上で決定的な要因となるのは、位置決めエンコーダを正しく選択することです。世界中の太陽電池セルの製造装置メーカーは、作業量と生産量を拡大し、機械停止時間を低減するのに役立つエンコーダを探しています。レニショーの RESOLUTE アブソリュートリニアエンコーダとロータリーエンコーダは、真のアブソリュートエンコーダからのフィードバックを超高分解能（分解能 1nm）、高精度（精度 ±1µm/m）、高い信頼性と安全性など、非接触光学式システムの計測メリットと組み合わせることで、これらのニーズを満たします。

RESOLUTE はアブソリュートエンコーダであることから、スイッチ投入直後から絶対位置決め計測を行うことができ、原点（基準）復帰が必要なくなるため、起動時間を減少し、軸の移動前でも直ちに軸を制御できるようになります。これは、特に停電後の機械の復帰時に有益になります。複雑な復帰パスも安全かつ確実に組み込むことができ、高額な製品や装置の損傷を防止できます。

実際に RESOLUTE システムは、位置決めフィードバックの安全性が特に長所になっています。エンコーダは、2 種類のアルゴリズムを実行します（絶対位置を決定するためのものと結果をチェックするためのもの）。位置決めのために組み込まれたこれらのアルゴリズムは、個別に位置を検証し、報告された位置の忠実性を確認して、軸の未制御の移動を防止します。そのため、製造中の損傷や軸の衝突による損傷の可能性が大幅に低減されています。RESOLUTE は既に世界をリードする外科用ロボット製造企業に使用されていますが、この事実がこの統合機能の効果と信頼性を立証しています。

RESOLUTE はリードヘッドに絶対位置を提供する上で独自の方法で作動しますが、これは繰返しのないバーコードで構成されるスケールの写真を撮る超高速デジタルカメラにたとえることができます。RESOLUTE の作動速度は、一般に販売されているデジタルカメラの 1000 倍以上です。画像内に内挿分割を行うことにより、1 ナノメートルという非常に微小な分解能を得ることができます。さらに、RESOLUTE は 100m/s で 1nm の分解能を達成することから、エンコーダのスピードが障壁となることがないため、シリコン製太陽光セルの製造機械では従来のエンコーダに比べて大幅に高いスピードで作動させ、高いスループットと効率を達成することができます。しかし、RESOLUTE が優れるのは、スピードだけではありません。

バーコードには、広範な冗長性が含まれる一方、リードヘッドは複雑なクロスチェックと偏差補正を適用します。この結果、シリコンの埃、油、指紋などのスケールの汚れに対して優れた耐久性を誇ります。汚れに対する耐久性を備えた RESOLUTE は、その他のエンコーダでは誤カウントにつながる状況でも作動を続けることができます。

さらに、RESOLUTE は比類ないモーションコントロールパフォーマンスを達成し、製造プロセスの正確性と生産量を向上し、要求の厳しい高精度レーザープロセスも確実に行うことができます。従来の密閉光学式アブソリュートエンコーダの平均的なサブディビジョナルエラー（SDE）は、約 ±200nm です。SDE がこのように高いと、速度制御パフォーマンスが低下し、移動軸に振動が発生するため、壊れやすく高額なシリコンウェハーを移動する軸に問題が起こり、太陽電池にも微小亀裂や性能低下が発生する可能性があります。SDE がひどい場合には、欠陥検査など、動的に実施される計測作業のスループットも低下します。RESOLUTE は、SDE が ±40nm と本質的に非常に低く抑えられた革新的な検出方法を採用することで、このようなすべての問題に対応しています。多軸機のメーカーは、RESOLUTE のノイズが非常に低く（10nm RMS 未満のジッタ）、位置決めの安定性と繰返し精度が改善されることからも利点が得られます。さらに、軸の間の混信も低減されます。

最近の 2010 年度ソーラー産業賞では、PV サブシステム/コンポーネントカテゴリにノミネートされたエンコーダは、レニショーの RESOLUTE アブソリュート光学式エンコーダのみでした。頑丈さ、超高速性、優れた分解能をすべて兼ね備えた RESOLUTE は既に、最高レベルの精度と一貫したモーションコントロールを必要とする太陽電池加工装置のメーカー様各社から、多くのお問い合わせを頂いております。

RESOLUTE は現在、世界で最も効率的な市販太陽電池セルの製造装置に試用される一方で、半導体、フラットパネル、医療システム、天文学システムなど、スムーズな速度コントロールと高精度を必要とする他のハイテク産業からも大きな関心が寄せられています。