لماذا تُعد تقنية تقسيم الحزمة أساسية لإنتاج البيروفسكايت على نطاق الجيجاوات
تحسين إنتاجية التصنيع باستخدام معالجة الليزر متعددة الحزم
تُحدث تقنية تقسيم الشعاع ثورةً في تصنيع الخلايا الشمسية البيروفسكيتية، إذ تُمكّن من معالجة متعددة الحزم في آنٍ واحد. فمن خلال تقسيم مصدر ليزر واحد إلى حزم متعددة (مثلاً، من 12 إلى 24 مسارًا)، تستطيع معدات مثل أنظمة الكتابة الليزرية من ليتشنغ بتقنية لفافة-ل-لفافة تنفيذ عمليات النقش P1-P3 وعزل حواف P4 في تمريرة واحدة. يُقلل هذا من وقت المعالجة بأكثر من 60% مقارنةً بالطرق التسلسلية، ما يُعالج مباشرةً اختناقات الإنتاجية في الإنتاج على نطاق الجيجاواط. فعلى سبيل المثال، تُحقق أنظمة ليتشنغ سرعات كتابة تصل إلى 8000 مم/ثانية بدقة ±5 ميكرومتر، ما يضمن إنتاجية عالية مع تقليل المناطق الميتة. كما أن توافق هذه التقنية مع الركائز المرنة (مثل مكتب تكنولوجيا المعلومات-حيوان أليف) يدعم إنتاج لفافة-ل-لفافة (R2R)، وهو مسار بالغ الأهمية للتوسع الفعال من حيث التكلفة.
تحسين الدقة والتكلفة من خلال التصميم البصري المتقدم
تعتمد عملية تقسيم الحزمة الضوئية على عناصر بصرية حيودية أو أنظمة ميكانيكية للحفاظ على دقة تصل إلى مستوى الميكرون في جميع الحزم. تضمن تقنية ليتشنغ توزيعًا متجانسًا للطاقة (بتفاوت ±2%)، مما يمنع التلف الحراري لطبقات البيروفسكايت، وهو تحدٍ شائع في المعالجة عالية السرعة. من خلال مزامنة تقسيم الحزمة مع تتبع المسار في الوقت الفعلي وخوارزميات تتبع التركيز، يتكيف الجهاز مع تشوهات الركيزة، مما يقلل من هدر المواد بنسبة 15%. هذه الدقة ضرورية لتقليل المناطق الميتة (≤150 ميكرومتر)، وهو ما يرتبط ارتباطًا مباشرًا بزيادة كفاءة الوحدة. علاوة على ذلك، فإن دمج خطوات P1-P4 في منصة واحدة يقلل من تكاليف المعدات بنسبة 30% ومساحة المصنع بنسبة 40%، مما يجعل المصانع ذات القدرة الإنتاجية العالية (جيغاواط) مجدية اقتصاديًا.
قابلية التوسع وتعدد استخدامات المواد من أجل التبني الصناعي
تتيح مرونة أنظمة تقسيم الحزم دمجها بسلاسة في خطوط إنتاج البيروفسكايت الحالية. تدعم حلول ليتشنغ ركائز يصل حجمها إلى 2.4 متر × 1.2 متر وشبكات مرنة من لفة إلى لفة يصل عرضها إلى 500 ملم، ما يلبي احتياجات تصميمات الوحدات الصلبة والمرنة على حد سواء. وبفضل استخدام الليزر القابل لضبط الطول الموجي (مثلًا، من الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي 355 نانومتر إلى الأشعة تحت الحمراء بطول موجي 1064 نانومتر)، تتكيف هذه التقنية مع مختلف طبقات التجميع، بدءًا من استئصال طبقة أكسيد الموصل الشفاف (إجمالي تكلفة الملكية) في المرحلة P1 وصولًا إلى عزل الأقطاب المعدنية في المرحلة P3. يُسرّع هذا التنوع من نقل التكنولوجيا من نطاق البحث والتطوير المختبري (مثلًا، خطوط تجريبية بقدرة 100 ميغاواط) إلى مصانع كاملة بقدرة غيغاواط، حيث تم بالفعل نشر معدات ليتشنغ في أربعة خطوط تجريبية لإنتاج البيروفسكايت بقدرة 100 ميغاواط على مستوى العالم.
تُعدّ تقنية تقسيم الحزم حجر الزاوية في إنتاج البيروفسكايت عالي السرعة والدقة، إذ تسدّ الفجوة بين الابتكار المختبري والتصنيع الصناعي بقدرة جيجاوات. وبفضل تمكينها للمعالجة المتوازية، وتعزيز توافق المواد، وخفض تكاليف التشغيل، تضع هذه التقنية شركات مثل ليتشنغ في طليعة التحول نحو الطاقة الشمسية.
