太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)流程和工序

1、太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)流程和工序晶體硅太陽(yáng)能電池組件制造的內(nèi)容主要是將單片太陽(yáng)能電池片進(jìn)行串、并互連后嚴(yán)密封裝，以保護(hù)電池片表面、電極和互連線等不受腐蝕，另外封裝也避免了電池片的碎裂，因此太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)過(guò)程，其實(shí)也就是太陽(yáng)能電池片的封裝過(guò)程，太陽(yáng)能的生產(chǎn)線又叫組件封裝線。封裝是太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，封裝質(zhì)量的好壞決定了太陽(yáng)能電池組件的使用壽命。沒(méi)有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的電池組件。1. 工藝流程電池片測(cè)試分選激光劃片（整片使用時(shí)無(wú)此操作）電池片單焊（正面焊接）并自檢驗(yàn)電池片串焊（背面焊接）并自檢中檢測(cè)試疊層敷設(shè)（玻璃清洗、材料下料切割、敷設(shè)）層壓（層壓前燈檢、層壓后

2、削變、清洗） 終檢測(cè)試裝邊框（涂膠、裝鑲嵌角鋁、裝邊框、撞角或螺絲固定、邊框打孔或沖孔、擦洗余膠） 裝接線盒、焊接引線高壓測(cè)試清洗、貼標(biāo)簽組件抽檢測(cè)試組件外觀檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。2. 各生產(chǎn)工序簡(jiǎn)介（1）電池片測(cè)試分選：由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來(lái)的電池性能參數(shù)不盡相同，為了有效地將性能一致或相近的電池片組合在一起，所以應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類。電池片測(cè)試即通過(guò)測(cè)試電池片的輸出電流、電壓和功率等的大小對(duì)其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。分選電池片的設(shè)備叫電池片分選儀，自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)使用電池片自動(dòng)分選設(shè)備。除了電池片性能參數(shù)進(jìn)行分選外，還要對(duì)電池片的外觀進(jìn)行分選，重點(diǎn)是色差

3、和柵線尺寸等。（2） 激光劃片:j就是用激光劃片機(jī)將整片的電池片根據(jù)需要切割成組件所需規(guī)格尺寸的電池片。例如在制作一些小功率電池組件時(shí)，就要將整片的電池片切割成四等分、六等分、九等分等。在電池片切割前，要事先設(shè)計(jì)好切割路線，編號(hào)切割程序，盡量利用邊角料，以提高電池的利用率。 （3）電池片單焊（正面焊接）：是將互連條焊接到電池片的正面（負(fù)極）的主柵線上。要求焊接平直，牢固，用手沿45左右方向輕提互連條不脫落，過(guò)高的焊接溫度和過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致低的撕裂強(qiáng)度或碎裂電池。手工焊接時(shí)一般用恒溫電烙鐵，大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)使用全自動(dòng)焊接機(jī)。焊帶的長(zhǎng)度約為電池片邊長(zhǎng)的兩倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電

4、極相連。（4）電池片串焊（背面焊接）：背面焊接是將規(guī)定片數(shù)的電池片串接在一起形成一個(gè)電池串，然后用匯流條再將若干個(gè)電池串進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)焊接，最后匯合成電池組件并引出正負(fù)極引線。手工焊接時(shí)電池片的定位主要靠模具板，模具板上面有912個(gè)放置電池片的凹槽，槽的大小和電池片的大小相對(duì)應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的電池組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上。使用模具板保證了電池片間距一致。同時(shí)要求每串的電池片間距也要均勻，顏色一致。（5）中檢測(cè)試：簡(jiǎn)稱中測(cè)。是將焊好的電池片放在組件測(cè)試儀上進(jìn)行檢測(cè)，看測(cè)試結(jié)果符不符合設(shè)計(jì)要求

5、，通過(guò)中測(cè)可以發(fā)現(xiàn)電池片的虛焊及電池片本身的隱裂等。經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格時(shí)方可進(jìn)行下一工序。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件：am1.5，組件溫度25 ，輻照度1000w/m2。測(cè)試結(jié)果有以下參數(shù)：開(kāi)路電壓、短路電流、工作電壓、工作電流、最大功率等。（6）疊層敷設(shè)：是將背面串接好且經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后的組件串，與玻璃和裁制切割好的eva、tpt背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備測(cè)壓。玻璃事先要進(jìn)行清洗，eva和tpt要根據(jù)所需要的尺寸（一般是比玻璃尺寸大10mm）提前下料裁制。敷設(shè)時(shí)要保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置，調(diào)整好電池串間的距離和電池串與玻璃四周邊緣的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。（敷設(shè)層次由下向上依次為玻璃、eva、電池、ev

6、a、tpp背板）。（7）組件層壓：將敷設(shè)好的電池組件放入層壓機(jī)內(nèi)，通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使eva熔化并加壓使熔化的eva流動(dòng)充滿玻璃、電池片和tpt背板膜之間的間隙，同時(shí)排出中間的氣泡，將電池、玻璃和背板緊密粘合在一起，最后降溫固化取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度和層壓時(shí)間要根據(jù)eva的性質(zhì)決定。層壓時(shí)eva熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)用快刀將其切除。要求層壓好的組件內(nèi)單片無(wú)碎裂、無(wú)裂紋、無(wú)明顯移位，在組件的邊緣和任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或脫層通道。（8）終檢測(cè)試：簡(jiǎn)稱終測(cè)，是將層壓出的電池組件測(cè)試儀上進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)測(cè)試結(jié)果看組件

7、經(jīng)過(guò)層壓之后性能參數(shù)有無(wú)變化，或組件中是否發(fā)生開(kāi)路或短路等故障等。同時(shí)還要進(jìn)行外觀檢測(cè)，看電池片是否有移位、裂紋等情況，組件內(nèi)是否有斑點(diǎn)、碎渣等。經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后方可近裝邊框工序。（9）裝邊框：就是給玻璃組件裝鋁合金邊框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步的密封電池組件，延長(zhǎng)電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅膠填充。個(gè)邊框間用角鋁鑲嵌連接或螺栓固定連接。手工裝邊框一般用撞角機(jī)。自動(dòng)裝邊框時(shí)用自動(dòng)裝框機(jī)。（10）安裝接線盒：接線盒一般都安裝在組件背面的正引線處，用硅膠粘結(jié)。并將電池組件引出的匯流條正負(fù)極引線用焊錫與接線盒中相應(yīng)的引線柱焊接。有些接線盒是將匯流條插入接線盒中的彈性插件卡子里連接的。安裝接線

8、盒要注意安裝端正，接線盒與邊框的距離統(tǒng)一。旁路二極管也直接安裝在接線盒中。（11）高壓測(cè)試：高壓測(cè)試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測(cè)試組件耐壓型和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。測(cè)試方法是將組件引出線短路后接到高壓測(cè)試儀的正極，將組建暴露的金屬部分接到高壓測(cè)試儀的負(fù)極，以不大于500v/s的速率加壓，直到達(dá)到1000v加上2倍的被測(cè)組件開(kāi)路電壓，維持1min，如果開(kāi)路電壓小于50v，則所加電壓為500v。（12）清洗、貼標(biāo)簽：用95%的乙醇將組件的玻璃表面、鋁合金邊框和tpt背板表面的eva膠痕、污物、殘留的余膠等清洗干凈。然后在背板接線盒下方貼上組件出廠

9、標(biāo)簽。（13）組件抽檢測(cè)試及外觀檢驗(yàn)：組件抽查測(cè)試的目的是對(duì)電池組件按照質(zhì)量管理的要求進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品抽查檢驗(yàn)，以保證組件100%合格。在抽查和包裝入庫(kù)的同時(shí)，還要對(duì)每一塊電池組件進(jìn)行一次外觀檢驗(yàn)，其主要內(nèi)容為： 檢查標(biāo)簽的內(nèi)容與實(shí)務(wù)板型相符； 電池片色差外觀明顯；電池片與片之間、行與行之間間距不一，橫豎間不成90角； 焊帶表面沒(méi)有做到平整、光亮、無(wú)堆積、無(wú)毛刺；電池板內(nèi)部有細(xì)碎雜物；電池片有缺角或裂紋；電池片行或列與邊框邊緣不平行，電池片與邊框間距不相等；接線盒位置不統(tǒng)一或因密封膠未干造成移位或脫落；接線盒內(nèi)引線焊接不牢固、不圓滑或有毛刺； 電池板輸出正負(fù)極與接線盒標(biāo)示不相符； 鋁材外邊框角度及尺

10、寸不正確造成邊框接縫過(guò)大； 鋁邊框四角未打磨造成有毛刺； 外觀清洗不干凈； 包裝箱不規(guī)范。（14）包裝入庫(kù)：將清洗干凈、檢驗(yàn)合格的電池組件按規(guī)定數(shù)量裝入紙箱。紙箱兩側(cè)要各墊一層材質(zhì)較硬的紙板，組件與組件也要用塑料泡沫或薄紙板隔開(kāi)。太陽(yáng)能電池組件的性能參數(shù)與硅太陽(yáng)能電池的主要性能參數(shù)類似，太陽(yáng)能電池組件的性能參數(shù)也主要有：短路電流、開(kāi)路電壓、峰值電壓、峰值電流、峰值功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率等。這些性能參數(shù)的概念與前面所定義的硅太陽(yáng)電池的主要性能參數(shù)相同，只是在具體的數(shù)值上有所區(qū)別。 短路電流（isc）：當(dāng)將太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極短路，使u=0時(shí)，此時(shí)的電流就是電池組件的短路電流，短路電流的單位是

11、a，短路電流隨著光強(qiáng)的變化而變化。 開(kāi)路電壓（uoc）:當(dāng)太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極不接負(fù)載時(shí)，組件正負(fù)極間的電壓就是開(kāi)路電壓，開(kāi)路電壓的單位是v。太陽(yáng)能電池組件的開(kāi)路電壓隨電池片串聯(lián)數(shù)量的增減而變化，36片電池片串聯(lián)的開(kāi)路電壓為21v左右。 峰值電流（im）:峰值電流也叫最大工作電流或最佳工作電流。峰值電流是指太陽(yáng)能電池組件輸出最大功率時(shí)的工作電流，峰值電流是a。 峰值電壓（um）：峰值電壓也叫最大工作電壓或最佳工作電壓。峰值電壓是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電壓，峰值電壓的單位是v，組件的峰值隨電池片串聯(lián)數(shù)量的增減而變化，36片電池片串聯(lián)的組件峰值電壓為1717.5v。 峰值功率（pm）

12、:峰值功率也叫最大輸出功率或最佳輸出功率。峰值功率是指太陽(yáng)能電池組件在正常工作或測(cè)試條件下的最大輸出功率，也就是峰值電流與峰值電壓的乘積pm=im um。峰值功率的單位是w。太陽(yáng)能電池組件的峰值功率取決于太陽(yáng)能輻照度、太陽(yáng)光譜分布和組件的工作溫度，因此太陽(yáng)能電池組件的測(cè)量要在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)為歐洲委員會(huì)的101號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，其條件是：輻照度1kw/m2、光譜am1.5、測(cè)試溫度25 。 填充因子（ff）:填充因子也叫曲線因子，是指太陽(yáng)能電池組件的最大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積的比值：ff=pm/iscuoc。填充因子是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能電池組件所用電池片輸出特性好壞的一個(gè)重要參數(shù)，它的值越高表

13、明所用太陽(yáng)能電池組件輸出特性越趨于矩形，電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率越高。太陽(yáng)能電池組件的填充因子系數(shù)一般在0.50.8之間，也可用百分?jǐn)?shù)表示。太陽(yáng)能電池組件的技術(shù)要求和檢驗(yàn)測(cè)試合格的太陽(yáng)能電池組件應(yīng)該達(dá)到一定的技術(shù)要求，相關(guān)部門也制定了電池組建的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。下面是層壓封裝型太陽(yáng)能電池組件的一些基本技術(shù)要求。（1）光伏組件在規(guī)定工作環(huán)境下，使用壽命應(yīng)大于20年。1.1.太陽(yáng)能電池組件的技術(shù)要求太陽(yáng)能電池組件的技術(shù)要求（2）組件功率衰降在20年壽命期內(nèi)不得低于原功率的80%。（3）組件的電池上表面顏色應(yīng)均勻一致，無(wú)機(jī)械損傷，焊點(diǎn)及互聯(lián)條表面無(wú)氧化斑。（4）組件的每片電池與互聯(lián)條應(yīng)排列整齊，組件

14、的框架應(yīng)整潔無(wú)腐蝕斑點(diǎn)。（5）組件的封裝層中不允許氣泡或脫層在某一片電池與組件邊緣形成一個(gè)通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個(gè)數(shù)應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范規(guī)定。（6）組件的功率面積比大于65w/m2，組件質(zhì)量比大于4.5w/kg,填充因子ff大于0.65。（7）組件在正常條件下的絕緣電阻不得低于200m。（8）組件eva的交聯(lián)度應(yīng)大于65%，eva與玻璃的剝離強(qiáng)度大于30n/cm，eva與組件背板材料的剝離強(qiáng)度大于15n/cm。（9）每塊組件都要有包括如下內(nèi)容的標(biāo)簽。 產(chǎn)品名稱與型號(hào)。 主要性能參數(shù)：包括短路電流isc、開(kāi)路電壓uoc、峰值工作電壓vm、峰值工作電流im、峰值功率pm以及i-v曲線圖、組

15、件測(cè)量、測(cè)試條件、使用注意事項(xiàng)等。 制造廠名、生產(chǎn)日期及品牌商標(biāo)等。2. 2. 太陽(yáng)能電池組件的檢驗(yàn)測(cè)試太陽(yáng)能電池組件的檢驗(yàn)測(cè)試太陽(yáng)能電池組件的各項(xiàng)性能測(cè)試，一般都是按照gb/t9535-1998地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型和gb/t14008-1992海上用太陽(yáng)能電池組件規(guī)范中得要求和方法進(jìn)行。下面是電池組件的一些基本性能指標(biāo)與檢測(cè)方法。（1）電性能測(cè)試。 在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下（am1.5，光強(qiáng)輻照度1kw/m2，環(huán)境溫度25）下對(duì)太陽(yáng)能電池組件的開(kāi)路電壓、短路電流、峰值輸出功率、峰值電壓、峰值電流及伏安特性曲線等進(jìn)行測(cè)量。（2）電絕緣性能測(cè)試。以1kv的直流電壓通過(guò)組件邊框與組件引出線，測(cè)量絕緣電阻，絕緣電阻要求大于2000m，以確保在應(yīng)用過(guò)程中組件邊框無(wú)漏電現(xiàn)象發(fā)生。（3）熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)。 將組件放置于有自動(dòng)溫度控制、內(nèi)部空氣循環(huán)的氣候室內(nèi)，使組件在-4085 之間循環(huán)規(guī)定次數(shù)，并在極端溫度下保持規(guī)定時(shí)間，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的短路和斷路、外觀缺陷、電性能衰減率、絕緣電阻等，以確定組件由于溫度重復(fù)變化引起的熱應(yīng)變能力。（4）濕熱-濕冷實(shí)驗(yàn)將組件放置于有自動(dòng)溫度控制、內(nèi)部空氣循環(huán)的氣候室內(nèi)，使組件在一定溫度和濕度條件下往復(fù)循環(huán)，保持一定恢復(fù)時(shí)間，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的短路和斷路、外觀缺陷、電性能衰減率、絕緣電阻等，以確定組件承受高溫高濕和低溫低濕的能力。（5）機(jī)械載