太阳能电池组件生产的主要工艺流程

太阳能电池组件生产的主要工艺流程 测试分选→单片焊接→串联焊接→叠层→中间测试→层压→装框注胶→清洗→最终测试1 测试分选电池片分选主要是为了检出不合格的电池片， 同时， 电池片的颜色一般呈蓝褐色、蓝紫色、蓝色、浅兰色等几种不同档次的蓝色，对电池片进行颜色分选并分档放臵， 保证单个组件所用到的电池片为同档次的颜色， 从而使单个组件生产出来后颜色外观美观， 各电池单片之间无明显色差现象。 若电池片不经过色差分选就直接做组件， 做出来的组件外表颜色“参差不齐” ，不美观。因此，为了保证电池片的质量、外观和生产顺利高效率的运行，通过初选将缺角、栅线印刷不良、裂片、色差等电池片筛选出来。在标准测试环境 （温度 25 2℃、 湿度≤ 60RH、 光强 1000 50W）下，绘制 I-V 曲线图，根据电池片的开路电压 Voc、短路电流 Isc 、工作最佳功率 Pm、 工作最佳电压 Vm、 工作最佳电流 Im、 填充因子 FF、转换效率 n 等指标把电池电性参数相近的电池分到一类， 之后根据生产、工艺的数据分析要求， 和客户的分档要求，对电池片进行测试并分档。2 单片焊接单片焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，从上至下，匀速焊接。单片焊接的目的是将连接带（锡铜合金带）平直地焊接到电池片的主栅线上，要求保证电气和机械连接良好，外观光亮；焊带的长度约为电池边长的 2 倍， 多出的焊带在串联焊接时与后面的电池片的背面电极相连。3 串联焊接背面焊接是将电池片接在一起形成一个电池片的串组， 电池的定位主要靠一个膜具板， 上面有放臵电池片的凹槽， 槽的大小和电池的大小相对应， 槽的位臵已经是设计好的， 不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和连接带（锡铜合金带）将单片焊接好的电池片的正面电极（负极）焊接到另一片的背面电极（正极）上，以此类推， 依次将电池片串接在一起， 并在组件串的正负极焊接出为叠层时准备的引线。串接结构示意图4 叠层背面串接好且经过检验合格后， 将电池片串、 钢化玻璃和切割好的 EVA 、背板（ TPT）按照一定的层次敷设好，玻璃事先涂一层试剂（ primer ） 以增加玻璃和 EVA的粘接强度。 敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位臵，调整好电池间的距离，为层压打好基础。 （敷设层次由下向上钢化玻璃、 EVA、电池片、 EVA、背板） 。叠层是将电池片串按照所设计的方案进行排列， 为下面的工序层压做准备， 叠层的主要目的还是在于对组件中电池片位臵的控制 （假设在层压过程中电池片不发生移动） 。1252 125 钢化玻璃低铁钢化玻璃（又称白玻璃） ，厚度 3.2 毫米，在太阳电池光谱响应的波长范围内（ 320-1100NM）透光率达 90以上，对于大于 1200NM的红外光有较高的反射率。此玻璃同时耐紫外光线的辐照， 透光率不下降。 钢化性能符合国标 GB9963-88或者封装后的组件抗冲击性能达到国标 GB9535-88 地面用硅太阳能电池环境试验方法中规定的性能指标。EVA乙烯 - 醋酸乙烯共聚物（也称为乙烯 - 乙酸乙烯共聚物）是由乙烯 （ E） 和乙酸乙烯 （ VA） 共聚而制得， 英文名称为 Ethylene Vinyl Acetate ， 简称为 EVA， 或 E/VAC。 聚合方法用高压本体聚合 （塑料用） 、溶液聚合（ PVC加工助剂） 、乳液聚合（粘合剂） 、悬浮聚合。乙酸乙烯（ VA）含量高于 30的采用乳液聚合，乙酸乙烯含量低的就用高压本体聚合。 EVA厚度在 0.4 毫米 -0.6 毫米之间， 表面平整， 厚度均匀，内含交联剂， 具有密封性、 粘合性、 柔软性、 强韧性、 紧缩性等特性。常温下无黏性且具抗黏性， 经过一定调价热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明。固化后的 EVA能承受大气变化且具有弹性，它将电池片“上盖下垫” ，将其包封，并和上层保护材料 - 玻璃，下层保护材料背板（ TPT， BBF等） ，利用真空层压技术合为一体。另一方面，它和玻璃粘和后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳能电池板的输出有增益作用。背板 TPT 用于太阳电池组件封装的 TPT至少应该有三层结构，外层保护层 PVF 具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜（ PET）具有良好的绝缘性能，内层 PVF需经表面处理和 EVA具有良好的粘接性能。封装用的 Tedlar 必须保持清洁，不得沾污或受潮，特别是内层不得用手指直接接触， 以免影响 EVA的粘接强度。 太阳电池的背面覆盖物氟塑料膜为白色， 对阳光起反射作用， 因此对组件的效率略有提高， 并因其具有较高的红外发射率， 还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、绝缘、不透气等基本要求。5 中间测试叠层完成后 , 整个组件的内部电路已经连通 , 中测的目的是检验组件的电性能， 检验结果将反映前面工序单片焊接、 串接、 叠层质量，如有无虚焊、短路等。之后利用红外测试仪 EL ，对电池片组件进行红外测试，防止电池片组件内部有电池片破裂、隐裂、黑心片、烧结断栅严重等情况下进入下道工序。电池片组件红外测试原理图6 层压层压的主要目的就是对叠层完的组件进行封装，在层压过程中，组件中的 EVA发生固化胶联变性， 使得层压后的组件具有一定的密封性和抗渗水性。层压工艺是组件生产过程中最为关键而且是不可逆的，层压工艺一旦出现质量问题，将可能导致整个组件报废，造成巨大的经济损失， 为了最大可能的提高组件的层压质量， 对于层压参数的选择一定要合适， 因此， 了解层压的工作原理和层压参数的变化对EVA的性能变化的影响是非常重要的。同时，了解层压机的性能也非常的重要。 层压时 EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边， 所以层压完毕应将其切除。层压过程中上、下室气压状态进料 抽空 层压 开盖 出料上室 真空状态 真空状态 充气状态 充气状态 真空状态下室 充气状态 真空状态 真空状态 充气状态 充气状态7 装框注胶给层压后的半成品玻璃组件装上铝框， 增加组件的机械强度， 方便运输、安装， 通过在铝边框槽内和背板与边框接缝处注入硅胶（硅酮树脂） ，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命，各边框间用角键连接。完成后，利用硅胶将电流输出设备接线盒安装好。硅胶别名硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为 mSiO2〃 nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。 硅胶的化学组份和物理结构， 决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点， 吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。接线盒 接线盒是光伏组件的一个重要部件。 主要作用是将光伏组件产生的电流导出并提供与负载或其他光伏系统的便捷连接， 并能利用旁路二极管正向导通， 反向击穿的特性， 保护电池组件在极端环境下不受损。 在户外应用中， 接线盒作为发电装臵外露且传导电流的部分， 其可靠性好坏将对组件安全产生重大影响。 目前可通过硅胶方式与组件密封在一起，也可以采用更美观的胶带粘贴在组件上。8 清洗对已安装好的电池组件进行清洁处理，以保证成品的外观质量。经过清洁的组件要求表面包括 TPT、边框、玻璃面上不得有任何硅胶残余痕迹，整体外观干净明亮， TPT完好无损，光滑平整，表面无其它人为斑迹。9 最终测试测试的目的是对电池的输出功率进行标定， 测试其输出特性， 确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试 Standard test condition （ STC） , 一般一块电池板所需的测试时间在 7-8 秒左右，测试出电池组件的开路电压 Voc、短路电流 Isc 、工作最佳功率 Pm、工作最佳电压 Vm、工作最佳电流 Im、填充因子 FF、转换效率 n 等，根据测试的各项指标，做出铭牌。