Motivation
To improve the optical homogeneity and electrical efficiency of solar cells, triangular busbars formed from round aluminum wires have been proposed as an alternative to conventional flat busbars. By concentrating reflected light and reducing shading losses, this concept offers clear advantages for next-generation photovoltaic manufacturing. In previous work, a novel ultrasonic welding approach was developed, in which round wire simultaneously formed into triangular shape and bonded to the cell surface using a specially designed ultrasonic sonotrode. A simplified prototype sonotrode was designed, manufactured, and experimentally tested, successfully demonstrating the feasibility of simultaneous forming and bonding of a single wire at a fixed local working position. Building upon this initial success, the present project represents the next stage of research, focusing on further experimental validation and parameters study of the ultrasonic welding system.
Motivation
Um die optische Homogenität und die elektrische Effizienz von Solarzellen zu verbessern, wurden dreieckige Hauptleiter aus runden Aluminiumdrähten als Alternative zu herkömmlichen flachen Hauptleitern vorgeschlagen. Durch die Bündelung reflektierten Lichts und die Reduzierung von Abschattungsverlusten bietet dieses Konzept klare Vorteile für die Fertigung von Photovoltaik der nächsten Generation. In früheren Arbeiten wurde ein neuartiger Ultraschallschweißansatz entwickelt, bei dem der Runddraht gleichzeitig in eine dreieckige Form gebracht und mithilfe eines speziell entworfenen Ultraschall-Sonotroden an der Zelloberfläche befestigt wird. Ein vereinfachter Prototyp des Sonotrodens wurde entworfen, hergestellt und experimentell getestet, wobei erfolgreich die Machbarkeit der gleichzeitigen Formgebung und Befestigung eines einzelnen Drahtes an einer festen lokalen Arbeitsposition demonstriert wurde. Aufbauend auf diesem ersten Erfolg stellt das vorliegende Projekt die nächste Forschungsphase dar, die sich auf die weitere experimentelle Validierung und die Untersuchung der Parameter des Ultraschallschweißsystems konzentriert.
Tasks
- Investigation of key process parameters and establishment of the process window
- Improvement and evaluation of wire guidance accuracy
- Enhancement of control performance and process stability
- Welding quality assessment
- Results discussion and academic writing.
Aufgabenstellung
- Untersuchung der wichtigsten Prozessparameter und Festlegung des Prozessfensters
- Verbesserung und Bewertung der Drahtführungsgenauigkeit
- Steigerung der Steuerungsleistung und Prozessstabilität
- Bewertung der Schweißqualität
- Diskussion der Ergebnisse und wissenschaftliches Schreiben
Prerequisites
- Major in mechanical engineering or a comparable field
- Enjoy simulative and experimental work
- Independent and responsible approach to work
- Experimental experience preferred
Voraussetzungen
- Studium des Maschinenbaus oder eines vergleichbaren Fachgebiets
- Freude an simulativer und experimenteller Arbeit
- Selbstständige und verantwortungsbewusste Arbeitsweise
- Experimentelle Erfahrung wünschenswert
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