Das Projekt "Verbundprojekt 2: Flexible automatisierte Handlings- und Transfersysteme für die Dünnwaferfertigung - Teilprojekt 2.1: Automatisierungsmodule zum Handhaben, Transportieren und Puffern von dünnen Wafern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AIS Automation Dresden GmbH durchgeführt. Die Beantragung des Verbundprojektes erfolgt im Rahmen der Bewerbung um einen Innovativen regionalen Wachstumskern. Im Ergebnis einer Stärken-Schwächen- Analyse wurden 5 Verbundthemen im Bündnis definiert. Das vorliegende Verbundprojekt 1 definiert wesentliche Standards, die im Bündnis von den jeweiligen Beteiligten einzuhalten sind. Als wesentliche Ziele werden dabei verfolgt: (a) Möglichkeiten zur Komprimierung der anfallenden Daten, (b) Schaffung einer einheitlichen Datenbasis für gesamten Projektablauf (Planung, Simulation, Produktionssteuerung, Wartung und Instandhaltung), (c) Entwicklung der Grundlagen für ein Experimentenmanagement innerhalb der Produktionssteuerung, (d) Schaffung einer offenen Architektur für Integration weiterer Komponenten, (e) Standards für Maschinenschnittstellen (horizontale und vertikale Datenkopplung), (f) Schaffung der Grundlagen für prädikatives und präventives Wartungssystem. Die Projektlaufzeit ist auf 3 Jahre geplant. Nach einer Analyse der Anforderungen (AP 1. 1. 1, AP 1. 1. 2) wird die Problematik der Datenkomprimierung mittels statistischer und/oder mathematischer Methoden untersucht (AP 1. 1. 3, AP 1. 1. 4). Im Anschluss werden die anerkannten Anforderungen und Algorithmen in einen Software-Entwufsprozess übergeben (AP 1. 1. 5, AP 1. 1. 6, AP 1. 1. 7, AP 1. 1. 8). Unter Nutzung des Designs erfolgt eine testweise Codierung (AP 1. 1. 9) mit dem Ziel die anerkannten Algorithmen an realen Daten zu validieren (AP 1. 1. 10, AP 1. 1. 11, AP 1. 1. 12) sowie zu optimieren.
Das Projekt "Verbundprojekt 1: Übergreifende Systeme für PV-Fabriken und Schnittstellengestaltung - Teilprojekt 1.3: eDiagnostics and eServices" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Roth & Rau - Ortner GmbH durchgeführt. Auf der Grundlage der vielfältigen Erfahrungen der Roth&Rau-Ortner GmbH im Bereich Support in der PV- und Halbeiterindustrie werden im Rahmen von eDiagnostics und eServices Schnittstellen und Workflows etabliert, die eine effiziente Überwachung, Diagnose und Betreuung der vom Bündnis entwickelten Komponenten erlauben. Die im Bündnis entwickelten Maschinen und Anlagen müssen dazu zukünftig über standardisierte Schnittstellen an ein entsprechend ausgerüstetes Produktionssteuerungssystem angeschlossen werden, so dass der Integrationsaufwand auf einen Bruchteil der heute not-wendigen Zeit sinkt. Dazu werden und a. innovative Funktionen in MES und Schnittstellen angestrebt, so dass zusätzliche Aufgaben wie o.g. Service und Instandhaltung optimal unterstützt werden können. Bei der Entwicklung dieser Schnittstellen und Funktionalitäten wird auf Anforderungen sowie vorhandenes Wissen und Erfahrungen der anderen Bündnispartner aufgebaut. Für die spätere schnelle und reibungslose Installation eines solchen komplexen Produktionssteuerungssystems sind vorab intensive Tests notwendig, - Analyse bestehender Schnittstellen, Verfahren und Standards; Anforderungsspezifikation an das Produktionssteuerungssystem; Entwicklung von Standards für die Bereitstellung servicerelevanter Daten; Entwicklungsbegleitung und Test der Produktionssteuerung; Entwicklungsbegleitung und Test der Maschinenschnittstellen
Das Projekt "Teilprojekt 3.2: Entwicklung Abluft- und Reinigungstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AEP Energie-Consult GmbH durchgeführt. Ziel des VP 3 im Wachstumskern S-PAC ist die Entwicklung einer Inline-Versuchsanlage in modularer Bauweise zum Laserabtragen, Passivieren und Metallisieren. Das Teilprojekt 3. 2 wird die Entwicklung von Abluft- und Reinigungstechnik und deren Integration in den Gesamtprozess betrachten. Abgetragene Stoffe müssen punktuell defektarm entfernt, Prozesswärme abtransportiert und die Abluft gereinigt werden. Die prozess- und anlagentechnischen Anforderungen sind zu ermitteln und lüftungstechnische Konditionierung zu entwickeln. Die Grundinnovation liegt im selektiven Erfassen und Speichern von Bearbeitungsrückständen (z.B. Nanopartikeln), die bei der Herstellung von PV-Modulen entstehen. Voraussetzung sind das Gestalten neuer Absaugköpfe, die zum Minimieren von Produktverunreinigung beitragen, neue Strömungstechniken, Untersuchungen zum Agglomerationsverhalten und unterschiedliche Filteranordnungen. Grundlagenermittlung mit den Partnern, Erforschung und Entwicklung von Lösungskonzepten für Ablufttechnik, Entwicklung von Labormustern, Laboraufbauten für Lösungskonzepte, Entwicklung und Konstruktion der Ablufttechnik, Integration in die Versuchsanlage, Bewertung der Zielparameter und Benchmarking zum Weltstand. AEP wird bei der Entwicklung mit der ULT AG zusammenarbeiten und mit Teilaufgaben beauftragen. Focus ULT: spezifische Verfahren der Aufnahme und Behandlung der Abprodukte. Focus AEP: Schnittstellen zur Anlagentechnik und Integration ins Gesamtkonzept der Facilities.
Das Projekt "Teilprojekt 2.1: Automatisierungsmodule zum Handhaben, Transportieren und Puffern von dünnen Wafern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von XENON Automatisierungstechnik GmbH durchgeführt. Im Projekt sollen neuartige Konzepte für Elementarfunktionen des Handhabens von Solarwafern entwickelt werden. Dazu soll in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner CSP die Belastbarkeit von Wafern untersucht werden. Darauf basierend sollen die Belastungsfälle durch unterschiedliche Kraft- und Momenteinträge bei Handhabungsfunktionen ermittelt und verglichen werden. Neue Ansätze für Greifer, Manipulatoren, Transportbänder, Ausricht- und Identifikationseinheiten sollen verfolgt werden. Dabei sollen folgende technische Parameter erreicht werden: Durchsatz von 3600W/h, Waferdicke von 100-140my m, Senkung der Bruchrate um 50 Prozent, Verkürzung von Ramp-Up-Zeiten, Verfügbarkeit von 97 Prozent, Standardisierte Schnitt-stellen. In Zusammenarbeit mit den Forschungspartnern soll der Stand der Technik weiter detailliert und darauf aufbauend Ansätze für Innovationen durch Versuche, Simulationen und theoretische Untersuchungen verglichen werden. Darauf aufbauend sollen maschinentechnische Konzepte entwickelt und in Form von Demonstratoren realisiert werden. Mit deren Hilfe sollen die Technologien erprobt, verbessert und ihre Industrietauglichkeit nachgewiesen werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2.2: Laseranlagen zum Markieren und zur Erhöhung der Biegefestigkeit in der Waferfertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SITEC Industrietechnologie GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung von Automatisierungsmodulen für das Handhaben, Transportieren und Puffern von Dünnwafern (t = 140my m bis 100my m) einschließlich integrierter Prozesstechnik zur Festigkeitserhöhung der Dünnwafer und durchgängiger Materialverfolgung (Wafertracking). Im Rahmen des Teilprojektes 2. 2 wird angestrebt, eine neuartige Technologie zum Lasermarkieren zu entwickeln. Wahl des Markierungsortes, Entwicklung einer Technologie zum partiellen Erwärmen sowie Inline-Messtechnik zum Erfassen funktionsbestimmender Qualitätskriterien sind ebenfalls wesentliche Zielstellung des Teilprojektes. Die Ergebnisse sollen durch die Entwicklung eines Demonstrators, in dem die untersuchten Technologien ihren Niederschlag finden, den Nachweis der Anwendbarkeit der erzielten Ergebnisse erbringen. Als signifikante Qualitätskriterien werden Positioniergenauigkeit des Wafers, Vollständigkeit und Lesbarkeit sowie Ort der eingebrachten Kodierung sowie Bruchverhalten des Wafers nach dem Markieren und nach der Wärmebehandlung untersucht. Das Teilvorhaben der SITEC wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma XENON und den Forschungseinrichtungen CSP und ITW realisiert. Insbesondere bei der Wahl des Kodierungsortes und dem Zeitpunkt im technologischen Prozess erfolgt eine enge Abstimmung mit XENON. Bezüglich der Untersuchungen zur partiellen Erwärmung wird auf grundlegende Untersuchungen vom ITW aufgebaut.
Das Projekt "Teilprojekt 5.2: Modulare Laser- und Anlagentechnik zum inline-Laserscribing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SITEC Industrietechnologie GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Technologie- und Anlagenkonzeption zum inline-Laserscribing für CdTe- und aSi Dünnschichtmodule mit integrierter inline Messtechnik zur bildgesteuerten Laserbearbeitung. Mit dem innovativen Technologie- und Anlagenkonzept zum inline-Laserscribing sollen bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten durch den Einsatz eines Hochgeschwindigkeitsscanner - Multilaser - Bildverarbeitungskonzeptes und einer Qualitätsprüfung nach jedem Fertigungsschritt bei gleicher Fertigungszeit die Ausschussrate der Module verringert werden. In Zusammenarbeit mit CSP und ITW erfolgt die Entwicklung der Technologie des Laserscribings von oben mit integrierter Messtechnik zum Steuern der Laserprozess und zur Bewertung der Werkstücke (Qualität der Beschichtungen und Lasersribes). In Abstimmung mit XENON und den Forschungspartnern aus dem Verbundprojekt 1 erfolgt die Gestaltung einheitlicher mechanischer, elektrischer und steuerungstechnischer Schnittstellen zur Kompatibilität der im Wachstumskern S-PAC entstehenden Anlagenlösungen, Steuerungs- (MES), Wartungs- und Instandhaltungskonzepte. Anhand eines Demonstrators wird die Technologie- und Anlagenentwicklung des Lasersribings mit integrierter Messtechnik erprobt und bewertet.
Das Projekt "Verbundprojekt 1: Übergreifende Systeme für PV-Fabriken und Schnittstellengestaltung - Teilprojekt 1.2: Konzepte und Werkzeuge der Fabrikplanung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AEP Energie-Consult GmbH durchgeführt. Das Verbundprojekt 1 will für den Wachstumskern S-PAC übergreifende Systeme der Fabrik (Planung/Projektierung, Produktionssteuerung, Service und Instandhaltung) sowie notwendige Schnittstellen zwischen den Teilsystemen der Fabrik (Produktionsanlagen, Facilities etc.) entwickeln. Das Teilprojekt 1. 2. erarbeitet dabei einerseits den Rahmen für die Modelle aus der Gesamtsicht der PV-Fabrik, entwickelt andererseits die technische Konzeption für ein hocheffizientes Facility-Konzept und die Interfaces Facilities - Anlagen und macht diese Konzeption mittels Anwendung der Simulationsumgebung flexibel und optimierungsfähig. Die Modelle und Schnittstellen sollen im Verbundprojekt 1 zu einer durchgängigen Lösung von der Planung bis zur Instandhaltung unter Anbindung der Ausrüstungslieferanten gestaltet werden. 'Anforderungsspezifikation mit den Partnern', 'Grundlagenermittlung zu Facilities (Prozesse, Energie- und Stoffbilanzen)', 'Entwicklung einer Planungs-Datenbank(Planungsbibliothek)', 'Forschung und Entwicklung zu umweltsicheren Entsorgungs- und Recyclingkonzepten', 'Konzeption einer Kopplung zwischen Simulationsumgebung, MES und Facility- Leitsystemen', 'Entwicklung energieoptimierter Versorgungssysteme für Fabriken und Einzelanlagen', 'Entwicklung standardisierter Anlagen-Facility-Schnittstellen', 'Entwicklung und Beschreibung simulationsfähiger Fabrikkonzepte, Validierung', 'Erstellung und Validierung standardisierter Planungsbausteine'.
Das Projekt "Teilprojekt 2.5: Entwicklung von Methoden zur Erhöhung der Bruchsicherheit von Wafern und zur Detektierung festigkeitsrelevanter Materialdefekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für innovative Technologien, Technologietransfer, Ausbildung und berufsbegleitende Weiterbildung (ITW) e.V. durchgeführt. Zielstellung ist, ein Verfahren zur Kurzzeitbehandlung von Wafern mittels lokalisiertem, intensitätsangepasstem Energieeintrag zu entwickeln. Ergänzend soll die Entwicklung eines Detektionsverfahrens für die auszuheilenden festigkeitsverringernden Mikro- und Makrostrukturfehler erfolgen. Die Arbeitsplanung beinhaltet Grundlagenuntersuchungen zu Wechselwirkungen von elektromagnetischen Wellen mit multikristallinen Siliziumstrukturen; die Analyse des strahlungsabhängigen Energieabsorptionsverhaltens; Ableitung materialkompatibler Strahlungsquellen; Untersuchungen zum gezielten örtlichen und flächigen Energieeintrag; Untersuchungen zum thermischen Ausbreitungsbereitungsverhalten; Ableitung verfahrenstechnischer Erfordernisse sowie daraus abgeleitet die Entwicklung eines perspektivisch inlinefähigen Verfahrens-, Gestaltungs- und Schnittstellenkonzeptes für die Auslegung des zu entwickelnden Demonstrators zum Short-Time-Annealing. Aus prüftechnischer Sicht erfolgen die Ermittlung und Spezifizierung messtechnischer Anforderungen zur Erfassung von festigkeitsverringernden Oberflächen- und Volumenfehlern bei dünnen Siliziumwafern, die Analyse von Messbedingungen in der Wafer- und Zellherstellung; Ermittlung geeigneter Sensorik für Mikro- und Makrostrukturprüfungen, die Auswahl relevanter Messverfahren für Mikro- und/oder Makrostrukturprüfungen; Laboruntersuchungen und Qualifizierung eines geeigneten Messprinzips und die Konfiguration eines Gesamtsystems
Das Projekt "Verbundprojekt 1: Übergreifende Systeme für PV-Fabriken und Schnittstellengestaltung - Teilprojekt 1.4: Modellierung und Simulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme, Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb durchgeführt. Das Verbundprojektes 1 will für den Wachstumskern S-PAC übergreifenden Systeme der Fabrik (Planung/Projektierung, Produktionssteuerung, Service und Instandhaltung) sowie notwendige Schnittstellen zwischen den Teilsystemen der Fabrik (Produktionsanlagen, Facilities etc.) entwickeln. Das Teilprojekt 1. 4 'Modellierung und Simulation' wird dazu produktionswissenschaftliche Grundlagen für die Fabrikplanung schaffen. Dazu zählen umfassende Objektmodelle für PV-Fabriken und Vorgehensmodelle für die verteilte Planung von PV-Fabriken. Auf Basis der Modelle sollen Simulationsexperimente durchgeführt werden, die die im Rahmen von S-PAC bei anderen Bündnispartnern erfolgende Entwicklung von Fabrik-, Maschinen- bzw. Anlagen- und Produktionssteuerungskonzepte unterstützen. Die Modelle und Schnittstellen sollen im Verbundprojekt 1 zu einer durchgängigen Lösung von der Planung bis zur Instandhaltung unter Anbindung der Ausrüstungslieferanten gestaltet werden. Die Ergebnisse werden in 5 Arbeitspaketen entwickelt: 'Entwicklung der Modellierungs- und Simulationskonzepte'; 'Entwicklung eines generischen Fabrikmodells', 'Beispielhafte Instanziierung von simulationsfähigen Fabrikmodellen', 'Durchführung der Simulationsuntersuchungen', 'Auswertung der Simulationsuntersuchungen und Schlussfolgerungen' und 'Entwicklung eines Vorgehensmodell für die verteilte Planung von PV-Fabriken'. Zum Einsatz kommt insbesondere die Software PlantSimulation.
Das Projekt "Teilprojekt 3.5: Entwicklung prozessintegrierter Laser-, Mess- und Prüfverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für innovative Technologien, Technologietransfer, Ausbildung und berufsbegleitende Weiterbildung (ITW) e.V. durchgeführt. Die Ziele des Teilprojektes ITW - Entwicklung prozessintegrierter Laser-, Mess- und Prüfverfahren - sind die Entwicklung innovativer, prozessintegrierter Abtrags-, Mess- und Prüfverfahren für die automatisierte Fertigung sowie die exemplarische Qualifizierung und praxisnahe Erprobung der Funktionsmuster im Rahmen eines beabsichtigten Anlagendemonstrators zum automatisierten Laserabtragen siliziumbasierter Solarzellen Der Lösungsweg des Vorhabens beinhaltet folgende Arbeitsschwerpunkte: Untersuchungen von Einsatzmöglichkeiten der wasserstrahlgeführten Lasertechnik zur wirtschaftlichen Bearbeitung siliziumbasierter Solarzellen mit Dicken kleiner 130 my m bei Taktzeiten von 1 sec. und Entwicklung von Lösungskonzepten zur Fertigungsintegration; Untersuchung optischer Messverfahren und Erforschung von Adaptionsmöglichkeiten bekannter schneller Bild- und Mustererkennungsverfahren zur Makro- und Mikrostruktur- sowie Funktionsprüfung; Entwicklung schneller Auswertemethoden für Messdaten des Messsystems; Entwicklung von Basiskomponenten zur Erkennung und Bewertung von Durchbrüchen, Mustern und Strukturen als Prüftechnologie für siliziumbasierte Solarzellen; Adaption und Evaluierung des Messsystems für Solarzellen und Entwicklung von Messtechnologien für die Steuerung scannerbasierter Hochgeschwindigkeitslaser.
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