太陽能電池組件激光焊接技術(shù)規(guī)范

MBB/0BB太陽能電池組件激光焊接技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了MBB/0BB太陽能電池組件激光焊接的基本要求、工藝要求、質(zhì)量要求和安全要求。本文件適用于MBB/0BB太陽能電池組件焊接的激光技術(shù)處理。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2651金屬材料焊縫破壞性試驗橫向拉伸試驗GB/T9445—2024無損檢測人員資格鑒定與認證GB18217安全標志及其使用導則術(shù)語、定義和縮略語術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義?？s略語下列縮略語適用于本文件。MBB：多主柵（Multi-Busbar）0BB：無主柵（ZeroBusbar）基本要求設(shè)備要求激光焊接設(shè)備激光焊接設(shè)備的要求包括但不限于：操作界面應直觀易用，便于參數(shù)設(shè)置和過程監(jiān)控；應具備穩(wěn)定的激光輸出和準確的功率控制；應配備光學系統(tǒng)，實現(xiàn)焦點控制；應具備自動化焊接路徑規(guī)劃和實時監(jiān)控系統(tǒng)；應定期進行設(shè)備維護和校準，確保焊接設(shè)備焊接的穩(wěn)定性和可靠性。輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括但不限于：氣體保護設(shè)備：含氣體供應、流量控制系統(tǒng)或設(shè)備；冷卻設(shè)備：用于冷卻激光焊接部件的設(shè)備，如水冷機、風冷機等；清潔與除塵設(shè)備；工件裝夾與定位設(shè)備：固定定位工件的設(shè)備，如夾具、定位銷、定位平臺等；安全防護設(shè)備：有緊急停機按鈕、漏電保護裝置、激光防護鏡、防護簾及警示標識等的設(shè)備；視覺檢測輔助設(shè)備：為視覺檢測提供照明的設(shè)備，如輔助光源設(shè)備。輔助設(shè)備的要求包括但不限于：操作應簡便快捷，減少生產(chǎn)過程中的停機時間；宜選擇耐用性和可靠性高的輔助設(shè)備，降低維護成本；應與激光焊接設(shè)備兼容，包括尺寸和安裝方式應與激光焊接設(shè)備相適配、運動精度和協(xié)調(diào)性與激光焊接設(shè)備的工作節(jié)奏和精度要求相匹配等；應具備必要的安全防護措施，如設(shè)置緊急停機按鈕、配備漏電保護裝置、設(shè)置激光防護裝置和激光警示標識等；應定期檢查輔助設(shè)備的運行狀態(tài)，確保其性能滿足生產(chǎn)需求。材料要求電池片電池片的要求包括但不限于：應使用單晶材料或多晶硅材料；應確保尺寸和形狀符合激光焊接設(shè)備整體的設(shè)計要求；應根據(jù)焊接的實際需求選擇合適的電性能參數(shù)，包括開路電壓和短路電流等；表面應清潔，無裂紋、碎片或其他損傷；在存儲和搬運過程中，應有避免電池片受損的相關(guān)措施。焊帶焊帶的要求包括但不限于：應具備良好的導電性和焊接性；應確保寬度和厚度與焊帶的設(shè)計要求相匹配；表面應光滑無氧化，以確保低接觸電阻；應具有滿足電池片彎曲和組件裝配的柔韌性；耐溫性能應滿足焊接過程中的高溫需求。其他材料其他材料的要求包括但不限于：輔助材料，如絕緣膠、密封劑等，應具備良好的化學穩(wěn)定性和環(huán)境適應性；宜選擇符合綠色環(huán)保的材料；應與電池片和焊帶兼容，避免材料與電池片、焊帶產(chǎn)生化學反應或使電池片和焊帶的性能降低；應定期檢查輔助材料的有效期和存儲條件；應記錄輔助材料的使用情況。人員要求焊接操作人員應經(jīng)過系統(tǒng)的理論學習和培訓，具備焊接所需的專業(yè)知識和技能，通過考核并取得相應的資格證書，證書應在有效期內(nèi)。焊接檢驗人員應經(jīng)過焊接檢驗基礎(chǔ)知識培訓并考核合格。無損檢測人員應達到GB/T9445—2024中2級及以上資格。工藝要求工藝流程MBB/0BB太陽能電池組件激光焊接工藝流程見圖1。MBB/0BB太陽能電池組件激光焊接工藝流程圖MBB/0BB太陽能電池組件激光焊接工藝分為上料、定位、焊接、檢測、下料5個階段，其中：上料：將待焊接的MBB/0BB太陽能電池片和焊帶等材料正確、準確放置到焊接設(shè)備的工作臺上；定位：通過定位裝置對電池片和焊帶等材料進行準確定位，保證焊接位置的準確性；焊接：按照預設(shè)的焊接工藝參數(shù)，如激光功率、焊接速度、焊接精度等，對電池片和焊帶等材料進行激光焊接；檢測：焊接完成后，對焊接部位進行外觀檢測和性能檢測；下料：將檢測合格的焊接組件從焊接設(shè)備工作臺上取下，并進行存放或流轉(zhuǎn)到下一道工序。上料材料檢查應對材料進行外觀檢查，材料表面應清潔，無灰塵、污漬、雜質(zhì)，無肉眼可見的劃痕、裂紋、氧化層、起皮及變形等缺陷。應對材料進行尺寸檢查，使用精度不低于0.01?mm的量具對材料的長度、寬度、厚度進行測量，尺寸偏差應控制在±0.1?mm以內(nèi)。應對材料的開路電壓、短路電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等電性能參數(shù)進行檢查，各項參數(shù)偏差范圍應在標稱值±3%以內(nèi)。應對材料的可焊性進行檢查，材料在焊接過程與其他材料形成牢固、可靠的焊接連接，無虛焊、脫焊等現(xiàn)象。應對材料的兼容性進行檢查，上料的各種材料之間應具有良好的兼容性，防止在焊接和使用過程中因材料間的不兼容產(chǎn)生應力、腐蝕等問題，影響組件的性能和壽命。應對材料的柔韌性與剛性進行檢查。對于需要絕緣的材料，應對材料的絕緣性能進行檢查，確保材料的絕緣性能滿足設(shè)計要求，防止組件內(nèi)部出現(xiàn)漏電、短路等安全問題。上料方式自動化上料使用自動化設(shè)備上料時，符合以下要求：重復定位精度應控制在標稱值±0.05?mm以內(nèi)，應定期對設(shè)備的定位精度進行校準和檢測，可采用激光位移傳感器或光柵尺等設(shè)備進行定位精度檢測，檢測結(jié)果應及時記錄和存檔；在連續(xù)運行8?h以上的情況下，上料位置偏差不應超過±0.03?mm，設(shè)備水平方向振動幅度不應超過±0.02?mm，垂直方向振動幅度不應超過±0.01?mm；應根據(jù)生產(chǎn)要求，合理調(diào)整自動化上料設(shè)備的上料速度。上料速度應穩(wěn)定，波動范圍不應超過±5%。人工上料借助人工進行上料，符合以下要求：人工上料時，操作人員應佩戴手套和防靜電手環(huán)，手套采用無粉、防靜電材質(zhì)，手環(huán)的接地電阻在1?MΩ～10?MΩ之間；應輕拿輕放材料，避免對材料造成損傷；避免在電池片和焊帶表面留下指紋、汗?jié)n等痕跡。上料順序應明確上料材料的放置順序、方向和位置并按照工藝規(guī)定進行上料。宜先放置電池片，再將焊帶準確地放置在電池片的預定位置上。在放置多層電池片或多個焊帶時，應按照從下到上、從左到右的順序依次進行放置。電池片的放置位置偏差不應超過±0.1?mm，焊帶與電池片主柵線或互聯(lián)結(jié)構(gòu)的對準偏差不應超過±0.03?mm。在放置多層電池片或多個焊帶時，層間或焊帶間的間距偏差應控制在±0.1?mm以內(nèi)。定位定位精度可采用機械定位夾具、視覺定位系統(tǒng)等定位裝置。定位精度應控制在±0.05?mm以內(nèi)，定位裝置的重復定位精度應不低于±0.03?mm。MBB電池片主柵線與焊帶的對準偏差應不超過±0.3?mm；0BB電池片互聯(lián)結(jié)構(gòu)與焊帶的定位偏差應控制在工藝規(guī)定范圍內(nèi)。宜使用視覺檢測系統(tǒng)對定位精度進行實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時反饋到定位裝置的控制系統(tǒng)中，以便及時調(diào)整定位偏差。定位穩(wěn)定性定位裝置應具有能承受焊接過程中機械振動和熱應力的穩(wěn)定性和剛性，確保在焊接過程中電池片和焊帶的位置不發(fā)生偏移。定位裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應合理，采用鋁合金、不銹鋼等的材料制造。裝置的固有頻率應遠離焊接設(shè)備的振動頻率，避免發(fā)生共振現(xiàn)象。定期對定位裝置進行檢查和校準，檢查定位夾具的磨損情況，確保其定位精度和穩(wěn)定性。定位檢測在定位完成后，應采用非接觸式檢測方法，如激光位移傳感器、視覺檢測系統(tǒng)等，對材料的定位情況進行實時檢測。檢測到定位偏差超出工藝允許范圍，應立即停止焊接，自動調(diào)整定位裝置或進行人工干預，確保定位準確后再繼續(xù)焊接。及時記錄定位偏差的相關(guān)信息，包括偏差數(shù)值、發(fā)生時間、處理方式等，以便進行質(zhì)量追溯和分析。焊接焊接工藝參數(shù)激光功率應為1000?W或2000?W。波長應為1060?nm～1080?nm。焊接速度應為30?mm/s～60?mm/s。焊接效率MBB電池每秒應大于40個焊點；0BB電池每秒應大于500個焊點。焊接強度MBB的單焊點拉力應大于等于2?N，OBB的單焊點拉力應大于等于0.8?N。焊接精度應為±0.1?mm。焊接環(huán)境溫度控制在0?℃～85?℃。相對濕度≤85%的環(huán)境下。焊接過程監(jiān)控宜采用實時監(jiān)控系統(tǒng)，對焊接過程中的激光功率、波長、焊接速度、焊接效率、焊接強度、焊接精度等參數(shù)進行實時監(jiān)測和記錄。監(jiān)測數(shù)據(jù)應保存至少1年，以便后續(xù)的質(zhì)量追溯和工藝優(yōu)化。實時監(jiān)控系統(tǒng)應具備數(shù)據(jù)存儲、分析和報警功能，能及時發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常并發(fā)出報警信號。宜對焊接過程進行可視化監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)焊接過程中的異常情況，如焊接飛濺、氣孔、虛焊等，并采取相應的措施進行處理。檢測外觀檢測采用目視檢查和光學顯微鏡相結(jié)合的方法，對焊接部位的外觀質(zhì)量進行檢測。目視檢查應在充足的光照強度不低于500?lux的條件下進行。采用光學顯微鏡檢查微小焊接缺陷時，光學顯微鏡的放大倍數(shù)應不低于50倍。外觀檢測的合格率應不低于98%。對于外觀不合格的產(chǎn)品，應進行標記和隔離，分析缺陷產(chǎn)生的原因，并采取相應的改進措施。記錄外觀檢測的結(jié)果，包括缺陷類型、數(shù)量、位置等信息。檢測記錄應保存至少3年，以便進行質(zhì)量追溯和統(tǒng)計分析。焊接強度檢測按GB/T2651的規(guī)定，采用拉伸試驗設(shè)備對焊接部位的強度進行檢測。抽樣檢測時，每批產(chǎn)品應抽取至少5個樣品進行焊接強度檢測。若有樣品的焊接強度不符合要求，應加倍抽樣進行檢測；若仍有不合格樣品，則該批產(chǎn)品應進行返工處理或報廢處理。記錄抽樣檢測的結(jié)果，包括樣品編號、焊接強度值、檢測時間等信息。檢測記錄應保存至少3年，以便進行質(zhì)量追溯和統(tǒng)計分析。電氣性能檢測使用太陽能電池組件測試儀等設(shè)備，對焊接后的組件進行電氣性能檢測，檢測項目包括開路電壓、短路電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等。對于電氣性能不合格的組件，應進行問題分析和排查，并采取相應的修復措施或進行報廢處理。記錄電氣性能檢測的結(jié)果，包括各項參數(shù)值、檢測時間、不合格情況及處理結(jié)果等信息。檢測記錄應保存至少3年，以便進行質(zhì)量追溯和統(tǒng)計分析。下料下料方式采用自動化下料設(shè)備或人工下料，下料過程應平穩(wěn)、輕柔，避免對焊接好的組件造成碰撞、擠壓等損傷。自動化下料設(shè)備的運行速度應根據(jù)組件的尺寸和重量進行合理調(diào)整。自動化下料設(shè)備的重復定位精度應控制在±0.1?mm以內(nèi)，設(shè)備的運行速度波動范圍不應超過±5%。采用人工下料時，操作人員進行佩戴手套和防靜電手環(huán)等安全防護，應經(jīng)過培訓，熟悉下料操作規(guī)范，掌握正確的下料方法。下料時應輕拿輕放組件，避免組件與設(shè)備或其他物體發(fā)生碰撞。下料包裝下料后的組件應及時進行包裝，包裝材料應具有良好的緩沖性能和防潮性能，如采用泡沫塑料、珍珠棉等材料進行包裹。包裝材料應符合環(huán)保要求。包裝過程中應對組件進行可靠固定，避免在運輸和儲存過程中組件發(fā)生晃動和碰撞。包裝上應標明組件的型號、規(guī)格、數(shù)量、生產(chǎn)日期等信息。標識應清晰、準確、完整，采用耐久性好的印刷材料進行印刷，確保標識在運輸和儲存過程中不褪色、不脫落。包裝上還應標注必要的警示標識，如“易碎”、“防潮”、“輕拿輕放”等。下料質(zhì)量復查組件下料完成后，應對其外觀和電氣性能進行再次復查。復查的合格率應不低于99%。對于復查過程中發(fā)現(xiàn)的不合格組件，應立即停止后續(xù)包裝和流轉(zhuǎn)操作，將其單獨存放并進行明顯標記。標記內(nèi)容應包括不合格項目、發(fā)現(xiàn)時間、處理狀態(tài)等信息，以便后續(xù)追溯和處理。對于復查不合格的組件，應按照不合格品處理流程進行處理。分析、診斷和確定不合格產(chǎn)生的原因，并采取相應的修復措施。質(zhì)量要求焊接外觀質(zhì)量焊接部位表面應光滑、平整，無明顯的焊接飛濺、劃痕、凹坑等缺陷。焊接飛濺物的最大直徑不應超過0.2?mm，且每平方厘米焊接面積內(nèi)的焊接飛濺物數(shù)量不應超過3個。焊帶與電池片的焊接部位應緊密結(jié)合，無虛焊、脫焊現(xiàn)象。虛焊和脫焊的焊點數(shù)量不應超過總焊點數(shù)量的0.5%。焊帶排列應整齊，間距均勻，偏差應控制在±0.1?mm以內(nèi)。焊帶的彎曲度不應超過0.2?mm。焊接強度MBB太陽能電池組件的單焊點拉力應≥2?N，0BB組件的單焊點拉力應≥0.8?N。同一批次焊接組件的單焊點拉力的標準差不應超過平均拉力值的10%，保證焊接質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。電氣性能焊接過程不應導致電池片的電性能明顯下降。在焊接前后，應對電池片的電性能進行測試對比，電性能參數(shù)的變化率不應超過±3%。若電性能下降超過規(guī)定范圍，應及時分析原因并采取相應的改進措施。安全要求激光安全應配備必備的激光防護裝置，如激光防護鏡、防護簾、防護門等。激光防護裝置應定期進行外觀、功能及性能方面的檢查。激光焊接工作區(qū)域的激光警示標識應符合GB18217的相關(guān)規(guī)定。電氣安全激光焊接設(shè)備的接地電阻宜每月進行一次測量。接地裝置的連接點應定期進行檢查，檢查周期宜為每季度一次，查看連接點是否牢固，有無松動、腐蝕等現(xiàn)象。宜每年對接地系統(tǒng)進行一次全面的檢查和維護，包括對接地極的深度、接地導線的截面積等進行檢查。電氣線路的外觀檢查宜每周進行一次，檢查線路是否有破損、老化、變色等現(xiàn)象。操作人員在操作設(shè)備前，應按照規(guī)定的檢查清單進行操作前檢查。檢查內(nèi)容包括電氣開關(guān)的開合狀態(tài)是否正常，開關(guān)的標識是否清晰；插頭是否插緊，有無松動、變形或損壞；設(shè)備的指示燈是否正常亮起，顯示的設(shè)備狀態(tài)是否正確等。每次操作前檢查均應記錄在操作日志中，若發(fā)現(xiàn)任何異常情況，應在排除故障后再進行設(shè)備操作。對于新入職的操作人員，應進行專門的設(shè)備操作前檢查培訓。在設(shè)備維護和檢修過程中，應按照操作規(guī)程進行停電操作，在維護檢修過程中，應至少有兩人進行操作，一人操作，一人監(jiān)護，確保操作安全。機械安全激光焊接設(shè)備運動部件的防護裝置，應能承受人體正常碰撞力，且固定可靠。設(shè)備的夾具和工作臺宜每天進行檢查，檢查夾具是否有松動、磨損，工作臺是否有變形、平整度是否符合生產(chǎn)要求等。宜每季度應對夾具和工作臺進行一次全面的精度檢測，包括夾具的定位精度、