组件工艺流程及质量控制点

组件工艺流程及质量控制点 CONTENTS 光伏行业简介目录CONTENTS 光伏发电原理八大主材制程关键控制点组件光伏介绍组件工艺流程 1、行业背景（1）非再生能源包括煤、石油，天然气，木材等，地球上的储备量一定，一旦消耗不可再生。（2）可再生能源消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能、水能等； 太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。2、发展历史 光伏发电（也称太阳能发电），就是利用太阳电池直接将太阳光能转化为电能。早在100多年前，科学巨匠爱因斯坦就发现了光电效应，为人类利用太阳能提供了理论依据。1954年，美国贝尔实验室研究人员开发出光电转换效率为4.5的单晶硅太阳电池，使人类直接利用太阳能发电的梦想成为现实。进入新世纪以来，美国、日本、德国等纷纷制定扶持政策和发展规划，光伏产业呈现出蓬勃发展的局面，成为全球各国尤其是发达国家关注和争夺的焦点。3、光伏定义 利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。 光伏行业简介 光伏产业链单晶/多晶电池组件单晶/多晶电池片单晶/多晶硅片光伏系统集成安装光伏行业简介 光伏发电原理利用物理学“光生伏打效应”原理，直接将太阳能转化为电能。 当太阳光照射在电池表面时电池吸收光能，产生光生电子-空穴对。在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端分别出现正负电荷积累，即产生“光生电压”，若在内电场的两端引出电极并接上负载，则负载中就有“光生电流”通过，从而获得功率输出。这种太阳能发电技术也称为光伏发电。光伏发电原理 当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。如下面的两个图所示） 光伏发电原理 太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。这种把光能转换成电能的能量转换器，就是太阳能电池。 太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。这种现象，就是著名的光生伏打效应。 u 组件必须能够经受像灰尘、盐、沙子、风雨雪、冰雹、潮湿、湿气的冷凝和蒸发、大气污染、每日和季节温度的变化，以及长时间经受紫外光照射。 u 光伏发电的核心部件--电池片是200um左右的薄片，很容易破损。如何保证其25年乃至更长的使用寿命，就依靠优秀的太阳电池组件封装工艺。 八大主材 光伏组件介绍 组件结构光伏组件介绍 常规组件 单晶组件 双玻组件 光伏组件介绍 瓦式组件特殊形状组件 薄膜组件 日托MWT叠瓦组件光伏组件介绍 电池片 涂锡带 EVA 背板钢化玻璃 铝框 硅胶 接线盒八大主材 9BB单 晶 PERC电 池5BB单晶PERC电池 12BB单晶PERC电池 叠瓦PERC电池 u 具有光电效应的半导体器件，具有正负极并能把太阳辐射能转换成电能的最小太阳电池单元。u 太阳能电池片分为晶硅类和非晶硅类，其中晶硅类电池片又可以分为单晶电池片和多晶电池片;单晶硅的效率较多晶硅也有区别。 八大主材-电池片 八大主材-焊带u 光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，分汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用；u 焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。1.常规焊带2.常规焊带贴膜3.叠瓦导电胶协鑫、通威叠瓦组组件 4.导电薄膜日托MWT组件 八大主材-玻璃u 光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃；u 它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成，将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间，是一种最新颖的建筑用高科技玻璃产品。采用低铁玻璃覆盖在太阳能电池上，可保证高的太阳光透过率，经过钢化处理的低铁玻璃还具有更强的抗风压和承受昼夜温差变化大的能力。 1.常规玻璃2.镀膜玻璃 3.浮法玻璃4.涂釉玻璃5.双玻半钢化玻璃6.平板玻璃用于德国7.防眩光玻璃-日升 u EVA是一种热融胶粘剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作，经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明，长期的实践证明它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果；u 固化后的EVA 能承受大气变化且具有弹性，它将晶体硅片组“上盖下垫”，将硅晶片组包封，并和上层保护材料玻璃，下层保护材料TPT（聚氟乙烯复合膜），利用真空层压技术粘合为一体；u 另一方面，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳电池组件的输出有增益作用；u 目前已知EVA种类常规透明、白膜、双玻POE。八大主材-EVA电池封装材料中，EVA是最重要的材料，使用不当将会对组件产生致命的缺陷。 u 背板（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面作为背面保护封装材料。背板必须保持清洁，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；u 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、不透气等基本要求； u 对于白色背板TPT，还有一种效果就是对入射到组件内部的光进行散射，提高组件吸收光的效率。 u 背板膜1.一种为涂胶复合式背板膜，在PET聚酯薄膜两面复合弗膜或者EVA胶膜, 三层结构,常见TPT、TPE、KPK等结构； 2.一种为涂覆背板膜，在PET聚酯薄膜两面下涂覆氟树脂，经干燥固化成膜。八大主材-背板 u 因为钢化玻璃的边和角是脆弱的，为了保护组件，也是为了便于安装，组件需要边框。八大主材-铝边框 铝合金成分或其他高强度高分子材料。 作用支撑/方便运输/安装 u 密封胶用作光伏组件铝边框的密封；u 灌封胶将接线盒与TPT/TPE 背膜的粘接密封。 要求1.耐候性好、抗紫外线性能好、防水水性能佳； 2.白色、与背板、EVA兼容、具有较强的粘接强度，抗黄变、可修复，寿命25年以上； 八大主材-硅胶 密封胶灌封胶 u 组件电池的正，负极从背板引出后需要一个专门的电气盒来实现与负载的连接运行，这个电气盒我们称之为接线盒。 接线盒的作用 1.电极引出后一般仅为几条镀锡条，不方便与负载之间的电气连接，需要将电极焊接或卡接在成型的便于使用的电接口上； 2.引出电极时密封性能被破坏，这时需涂硅胶弥补，接线盒同时起到了增加连接强度，美观的作用； 3.通过接线盒内的电导线引出了电源正负极，避免了电极与外界直接接触老化。八大主材-接线盒 组件生产设备 串焊机 玻璃铺设机 EVAu 红外线灯焊非接触式焊接方法，通过选择适当波长的红外线对焊点进行辐射加热来完成焊 接工作; 红外焊接会导致电池再次进行光衰、同比其他焊接方式减少组件功率1W左右 u 电磁感应焊接非接触式焊接方法，采用电磁感应加热对端口金属进行焊接;u 烙铁焊接接触式焊接，利用烙铁头的热量进行焊接。 红外焊接，原因是焦距调整不准确，受热面积过大过宽，导致虚焊过焊甚至焊裂片，或者隐裂，使电池片产生应力。这是红外焊接的通病。 组件生产质量控制点串焊机对电池的影响异常 解决方法隐裂 排查保养，跟踪调试、降低温度，调整压针、调整背面缩进虚焊、过焊 清理垫板吸附、调节焊接参数、调整助焊剂喷涂位置、保养清理焊台、更换吸盘，焊头加贴高温胶带漏白 调整焊带切刀导向板，对调温度传感器紧固线路、检查更换前移动真空气管，更换翻转气缸EL黑点 清理高温板残胶，焊头助焊剂结晶，清理卡顿压针切割边缘黑边 调整划片参数、观察划片深度、热影响区域、掰片宽度是否符合要求明暗片混档 电池预光衰未处理到位在红外焊接机台焊接后再次衰减导致，可以跟换其他焊接方式机台 隐裂 虚焊过焊 露白 组件生产质量控制点串焊机对电池的影响u 状态焊接隐裂破片u 原因直接由焊机导致或者电池匹配较差u 解决排查保养，跟踪调试、降低温度，调整压针、调整背面缩进 u 状态焊接后无隐裂、层压出现隐裂u 原因1.焊带凸点、伸长率异常层压隐裂；2.电池片在抽气过程中受力不均导致u 解决调整焊机压针、跟换不同批次焊带、调整层压机抽真空时间 组件生产质量控制点串焊机对电池的影响A-1.栅线发白、拉托力均值不合格-空虚焊；原因1、灯管功率、焊台温度偏低；2、焊接时间短；3、助焊剂喷涂量较少；4、电池浆料主要为玻璃粉上浮；A-2.栅线发黑、拉托力整体偏移，峰值不合格-过焊；原因1、灯管功率、焊台温度偏高；2、焊接时间长；3、电池浆料主要为玻璃粉未渗入硅中，未形成整体的粘合剂； A-3.局部栅线发白-部分空虚焊；原因1、传输带不平；2、灯管坏损，导致无法达到设置功率；3、助焊剂喷嘴堵塞； 红外焊接方式光照会导致电池再次进行光衰、部分电池片在电池端预光衰未到位，焊接会再次光衰，减少功率，产生明暗片差异； 同比其他焊接方式红外焊接会减少组件功率1W左右。造成影响EL功率组件生产质量控制点串焊机对电池的影响 组件生产质量控制点三大焊接、三大拉力u 三大焊接电池片焊接、汇流条焊接、接线盒焊接；u 三大拉力电池片拉力、汇流条与电池拉力、接线盒焊接拉力u 电池片焊接异常影响 1.焊接异常返修影响生产节拍、未返修虚焊短间现焊带与电池片脱层影响组件功率衰减或失效； 2.焊导致电池片内部电极损坏直接影响组件功率衰减降低组件寿命或造报废。u 关键控制点 1.工艺参数； 2.片间距、焊接预留； 3.焊接外观、电池串扭曲、虚焊、露白、焊带扭曲等； 4.焊接拉力--可采取SPC监控； 5.划片效果热影响区域、划片深度； 6.返修焊接参数、拉力采取SPC监控。