精选太阳能光伏组件制造工艺过程

1 本书以一实际太阳能光伏组件（选择太阳能路灯或太阳能草坪灯所用的光伏组件）为例说明其工艺制作过程，具体相关参数及要求如下类型，层压太阳能电池板/组件；功率10（W）；短路电流0.62A，峰值电流0.56A；开路电压22.4V，峰值电压17.9V；电池数量36（片）；外形尺寸，307mm338mm25mm。 2 太阳能电池片检测主要分外观检查、电性能测试等。外观检查主要是查看电池片完整度、印刷质量、镀膜效果等；电性能测试主要检测单片功率和光电转化效率等。 2.1.1电池片外观检查 1.测量工具 （1）钢直尺（或塑料直尺） 钢直尺主要用于测量零件的长度尺寸，它的测量结果不太准确。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 3 2.1.1电池片外观检查 1.测量工具 （2）游标卡尺 游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标组成 任 务 2.1 电 池 片 检 测 4 2.1.1电池片外观检查 1.测量工具 （2）游标卡尺 任 务 2.1 电 池 片 检 测 5 2.1.1电池片外观检查 2.外观检查判定准则 以组件封装为目的的电池片分档，主要从是否有机械损伤作为第一出发点，其次依次考虑色差、翘曲、图案偏离度、栅线不良等情况。 太阳能电池片外观检查判定准则参见教材表2-1所示；常见不合格电池片参见教材表2-2所示。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 6 2.1.1电池片外观检查 3.尺寸检验标准 任 务 2.1 电 池 片 检 测 7 2.1.2电子显微镜检测电池片 太阳能电池片检测显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以在目镜上作显微观察，还能在计算机（数码相机）显示屏幕上观察实时动态图像，太阳能电池片检测显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 8 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（如功率）的大小对其进行分类，以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 9 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 1.描述光的物理概念 （1）发光强度 发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光等。 （2）光通量 光通量（φ）的定义是点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量，其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。光通量的单位为流明（简写lm）。 （3）辐照度 通常称为“光强”，即入射到单位面积上的光功率，单位是W/m 2或mW/cm2。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 10 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 2.太阳能光谱特性 太阳能电池并不是把任何太阳能光都同样转换为电能，如红色光转换成电能的比例和蓝色光转换成电能的比例是不一样的。由于光的颜色（波长）不同，转换成电的比例也不不同，这种特性称为光谱特性。 大气对地球表面接收太阳光的影响程度被定义为大气质量（air mass）。大气质量为1的状态（AM 1），是指太阳光直接垂直照射到地球表面的情况，其入射光功率为925W/m2，相当于晴朗夏日在海平面上所承受的太阳光。目前国内外的标准都规定，在晴朗的气候条件下，当太阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5倍时，其光谱为标准地面太阳光谱，简称AM1.5标准太阳光谱。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 11 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 3.测试原理 目前通用的方法是把电池或组件放在稳定的自然或模拟太阳能光下，并保持一定的温度，描绘出它们的电流-电压特性曲线，并测定入射光辐照度。然后将测得的数据修正到标准测试条件（STC）。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 12 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 4.太阳模拟器 太阳模拟器作为光源，在某中程度上说，可以等同于太阳光源，可以模拟太阳光照射。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 13 2.1.3太阳能电池分选仪检测电池片 5.太阳能电池分选仪 太阳能电池片分选仪是一种高可靠性、高精度的太阳能电池测试专用设备。 任 务 2.1 电 池 片 检 测 14 2.2.1电池片焊接准备 1.焊接简介 钎焊是在焊件不熔化的状况下，将熔点较低的钎料金属加热至熔化状态，并使之填充到焊件的间隙中，与被焊金属相互扩散达到金属间结合的焊接方法。电池片焊接就是属于钎焊。 焊接过程包括润湿（横向流动）、扩散（纵向流动）和形成合金层（界面层）三个层次。润湿又称浸润，是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 15 2.2.1电池片焊接准备 2.焊接工艺参数 太阳能电池片焊接工艺参数包括焊接温度、焊接时间、冷却速度、预加热温度等。 焊接温度高于焊料熔点25-60℃。 冷却速度根据电池片和焊带的材料、形状和大小确定。 焊接时间根据焊件的大小及焊料与电池片相互作用的剧烈程度决定。 预热温度焊接电池片时，在焊接工作台要配备电池片自动恒温加热控制器及加热板，对准备焊接的电池片进行预热。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 16 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （1）焊接工作台 焊接工作台的台面上铺有专用防静电橡胶毯。每个工位都应配有角度可调的抽风口。工作台一侧为单焊工位，另一侧为串焊工位，各工位台面上放有串焊加热板以及加热板恒温控制器，一般两个单焊工位对应一个串焊工位。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 17 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （2）加热板及恒温控制器 为减少电池片的焊接温度及电池片温度之间温差，保证电池片的焊接温度及电池片温度的均匀性，减少电池片在焊接时因热应力破损，焊接工作台上应有加热板及温控制器。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 18 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （3）焊接工具 在光伏组件生产中，手工焊接常用工具是恒温电烙铁；常用的自动化焊接设备是自动焊接机。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 19 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （3）焊接工具 1）电烙铁的选用 光伏组件的制造过程中，电烙铁的作用主要是用来焊接汇流条或互连条。根据焊带的宽度选择2C、3C或4C型的烙铁头。C型烙铁头的特点用烙铁头前端斜面部份进行焊接，1C表示烙铁头的直径为1mm。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 20 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （3）焊接工具 2） 电烙铁的保养 3）电烙铁在电池片焊接中的使用 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 21 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （3）焊接工具 4）串焊模板 串焊模板主要用于串焊时电池片的定位。 5）电烙铁测温仪 主要用于对恒温电烙铁烙铁头温度的检测与校正。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 22 2.2.1电池片焊接准备 3.焊接工具及辅助设备 （3）焊接工具 6）光伏焊带 光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，按铜基材可分纯铜（99.9）、无氧铜（99.95）、紫铜；按涂锡层可分60Sn 40Pb、62Sn 36Pb 2Ag、96.5Sn 3.5Ag 等；按用途可分汇流条和互连条。 一般选用标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带（互连条）的宽度要和电池的主栅线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 23 2.2.2单片焊接 单片焊接指在电池片的正面主栅线上焊接两条焊带。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 24 2.2.2单片焊接 1.单片焊接工艺要求 1）电池片表面清洁完整，无缺角、破损、隐裂等质量问题； 2）焊带要均匀地焊接在主栅线内，焊带与电池片主栅线的错位不应大于0.5mm； 3）焊带焊接后要平直、光滑、牢固，表面不应有焊锡的堆积等情况； 4）焊接参数要求电烙铁温度设定范围为350～380℃；工作台加热板温度设定为范围45～50℃。具体参数值由现场技术人员确定。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 25 2.2.2单片焊接 2.焊前准备 1）穿好工作衣、工作鞋，戴好工作帽和手套或手指套； 2）清洁工作台面，清理工作区域表面，做好工艺卫生； 3）备好所需工具和材料，并摆放整齐有序，做好生产准备； 4）预热电烙铁和加热台。根据现场技术人员要求确定温度。 5）待电烙铁温度达到设定值后，将烙铁头放于清洁海绵上擦拭干净，并在烙铁头上镀一层锡，以便进行焊接。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 26 2.2.2单片焊接 3.焊接步骤 1）焊接前要对领取的电池片进行检查 。 2）将电池片正面（负极）向上放在单焊加热台上。 3）取互连条置于主栅线上。左手食指和中指轻轻按住，拇指按住互连条下部，互连条上端与电池片上端第二条栅线齐平。 4）右手拿烙铁，烙铁与电池片成40～50角，焊接时将烙铁头置于焊带上，烙铁头的起焊点应超出焊带端头约1mm处，待焊带头上的焊锡熔化之后，从上至下均匀地沿焊带轻轻压焊，在电池片末端空23条栅线时收尾，并以水平50左右角轻轻抬起滑出电池片边缘。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 27 2.2.2单片焊接 3.焊接步骤 5）待电烙铁温度达到设定值后，将烙铁头放于清洁海绵上擦拭干净，并在烙铁头上镀一层锡，以便进行焊接。 6）焊接完毕后将每组电池片正面向上放置，叠放整齐（一叠高度不能放置超过36片），检查确认无误后，转入下一道工序，并填写好生产流程卡或跟踪单。 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 28 2.2.2单片焊接 4.单片焊接存在问题、原因及改善措施 1）虚焊 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 29 2.2.2单片焊接 4.单片焊接存在问题、原因及改善措施 2）电池片上有锡丝或焊点 任 务 2.2 电 池 片 焊 接 30 2.2.2单片焊接 4.单片焊接存在问题、原因及改善措施 3）裂片 任 务 2.2 电 池 片 焊 接