Hochpräzise Justage mit kapazitiven Sensoren

Bei der Herstellung von Dünnschicht-Solar-Zellen müssen mehrere funktionale Schichten in definierter Anordnung und Strukturierung auf bis zu 3 m x 5 m große Glasscheiben gebracht werden. Dies geschieht in großen Beschichtungsanlagen. Die Gleichmäßigkeit der Beschichtung hängt von vielen Prozessparametern ab. Ein wesentlicher Einflussfaktor ist dabei der Abstand zwischen den beiden als Elektrode fungierenden, gelochten Metallplatten. Diese müssen auf mindestens 50 µm genau auf der gesamten Fläche justiert werden. Die Genauigkeit der Positionierung und Wölbungskorrektur wird deshalb über laufende Kalibrierungen und Prüfungen sichergestellt. Dabei erfolgt an fünf Stellen, sternförmig über die gesamte Oberfläche verteilt, eine Abstandsmessung im Vakuum. Dies wurde bisher durch einen Dienstleister zeit- und kostenintensiv mit mechanischen Messtastern durchgeführt. Die LSA GmbH hat eine neue Komplettlösung mit berührungslos messenden kapazitiven Sensoren von Micro-Epsilon entwickelt, die durch den Anlagenbetreiber selbst bedient
werden kann.

Der kapazitive Sensor sowie der Vorverstärker sind im Vakuum in einer Messdose gekapselt, mit der der Abstand zwischen den Platten gemessen wird. Insgesamt fünf Sensoren sind mit dem Mehrkanalsystem capaNCDT 6500 verbunden. Die Messwerte werden über Ethernet weitergegeben.