太阳能电池组件封装工艺.

山东理工职业学院光伏发电技术基础太阳能组件制造工艺太阳能系统多晶太阳能组件72片60片54片单晶太阳能组件96片54片60片72片黑色太阳能组件组件生产工艺简介•组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。流程图太阳能组件封装结构图封装结构图电池片玻璃组件高效和高寿命如何保证：•1、高转换效率、高质量的电池片；•下面是电池的结构示意图：•（1）金属电极主栅线；（2）金属上电极细栅线；（3）金属底电极；•（4）减反射膜；（5）顶区层（扩散层）；（6）体区层（基区层）；晶硅类电池片单晶硅电池片多晶硅电池片多晶少彩多晶多彩非晶硅电池片高质量的原材料•高的交联度的EVA•高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）•高透光率高强度的钢化玻璃等•合理的封装工艺太阳电池组装工艺简介•电池分选：•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（电流和电压）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。太阳电池组装工艺简介•单焊：•是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。太阳电池组装工艺简介•串焊•背面焊接是将N片电池串接在一起形成一个组件串，电池的定位主要靠一个膜具板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将单片焊接好的电池的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将N片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。太阳电池组装工艺简介•叠层：•背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、背板）。太阳电池组装工艺简介•组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。太阳电池组装工艺简介•修边：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。•装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。太阳电池组装工艺简介•粘接接线盒：在组件背面引线处粘接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。•组件测试：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。•高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。电池组件的主要原材料•采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)，采用厚度为3.2mm±0.2mm，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地面用硅太阳电池组件环境实验方法中规定的性能指标，在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃两表面。电池组件的主要原材料•用作光伏组件封装材料的钢化玻璃，对以下几点性能有较高的要求•a).抗机械冲击强度•b).表面透光性•c).弯曲度•d).外观电池组件的主要原材料•玻璃的质量要求以及来料抽检•1）钢化玻璃标准厚度为3.2mm，允许偏差0.2mm•2）钢化玻璃的尺寸为1574*802mm，允许偏差0.5mm两条对角线允许偏差0.7mm•3）钢化玻璃内部不允许有长度大于1mm的集中的气泡。对于长度小于1mm气泡每平方米不得超过6个。电池组件的主要原材料•玻璃的质量要求以及来料抽检•4）不允许有结石，裂纹，缺角的情况发生。•5）钢化玻璃在可见光波段内透射比不小于90%。•6）钢化玻璃表面允许每平方米内宽度小于0.1mm，长度小于15mm的划伤数量不多于2条。每平方米内宽度0.1-0.5mm长度小于10mm的划伤不超过1条。•钢化玻璃不允许有波型弯曲，弓型弯曲不允许超过0.2%.根据GB/T9963-1998中4.4，4.5，4.6条款进行试验，在50mm*50mm的区域内碎片数必须超过40个。电池组件的主要原材料•EVA•晶体硅太阳电池封粘材料是EVA，它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，化学式结构如下：（CH2—CH2）—（CH—CH2）•|•O•|•O—O—CH2电池组件的主要原材料•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。•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。电池组件的主要原材料•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。•EVA厚度在0.4mm～0.6mm之间，表面平整，厚度均匀，内含交联剂，能在140℃固化温度下交联，采用挤压成型工艺形成稳定胶层。•EVA主要有两种：①快速固化②常规固化，不同的EVA层压过程有所不同电池组件的主要原材料•采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.5mm的EVA膜层作为太阳电池的密封剂，使它和玻璃、TPT之间密封粘接。•用于封装硅太阳能电池组件的EVA，主要根据透光性能和耐侯性能进行选择。•EVA具有优良的柔韧性，耐冲击性，弹性，光学透明性，低温绕曲性，黏着性，耐环境应力开裂性，耐侯性，耐化学药品性，热密封性。电池组件的主要原材料•存储•（1）不要将EVA长期放置在大气中，使用之后将整卷密封。•（2）不要将EVA放置在30℃以上的环境中。•（3）避免EVA与水、油、有机溶剂等接触。•（4）不要在EVA上放东西或放在过热的环境中，以免互相粘连。•（5）叠层好的组件应迅速层压，不应长期放置。•（6）层压过程中，EVA的温度不应高于150℃。•（7）在拿放EVA的时候一定要带上洁净的手套电池组件的主要原材料•TPT•1功能介绍•TPT（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保护封装材料。•厚度0.17mm—0.35mm，纵向收缩率不大于1.5%，用于封装的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。电池组件的主要原材料•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。•增强组件的抗渗水性。•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。电池组件的主要原材料•质量要求及来料检验•外观检验：TPT表面无褶皱，无明显划伤。•尺寸检验：尺寸符合订货标准电池组件的主要原材料•互连条与汇流条：•互连条与汇流条即涂锡铜合金带，简称涂锡铜带或涂锡带。分含铅和无铅两种，其中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性，是涂锡带发展的方向。无铅涂锡带是由导电优良、加工延展性优良的专用铜及锡合金涂层复合而成。具有如下特性：电池组件的主要原材料•1、可焊性好；•2、抗腐蚀性能好；•3、在-40゜C至+100゜C的热振情况下（与太阳能电池使用环境同步），长期工作不会脱落。•常见的互连条与汇流条规格有；•涂锡带的选用主要是依据其载流能力，互连条按7A/mm*mm选用，汇流条按7A/mm*mm选用。同时还应考虑互连条机械强度对电池片位移的影响。电池组件的主要原材料•助焊剂•作用：帮助焊接，除去互连条上的氧化层，减小焊锡表面张力。•良好的助焊剂PH值接近中性，不会对电池片产生较严重腐蚀。•助焊剂的选用原则是，不影响电池性能，不影响EVA性能。晶体硅太阳电池电极性能退化是造成组件性能退化或失效的根本原因之一。助焊剂的助焊效果及可靠性又是影响电极焊接效果的重要因素。因此，太阳电池电极的焊接不能选用一般电子工业用助焊剂，普通有机酸助焊剂会腐蚀未封装的太阳电池片。太阳电池专用免清洗助焊剂应满足以下要求：电池组件的主要原材料•1)要有良好的助焊效果，使焊料与栅线牢固结合；•2)焊接无残渣余留，免清洗；•3)对电池本身、银浆及EVA无腐蚀性（助焊剂应为中性）；•4)无污染、无毒害；•5)储存过程稳定，不易燃等。•助焊剂须在通风、干燥的室内使用，应远离火源、避免日晒。电池组件的主要原材料•如皮肤直接接触了助焊剂，应及时用清水冲洗、如助焊剂不慎入眼，应立即用清水冲洗并进行医治。•助焊剂在搬运时要轻装轻卸，避免损坏包装。储存环境要求远离火源、通风、干燥并避免日晒。储存温度为正常室温时，储存期为1年到1年半。电池组件的主要原材料•铝合金边框主要作用有：•a)保护玻璃边缘•b)铝合金结合硅胶打边加强了组件的密封性能•c)大大提高了组件整体的机械强度•d)便于组件的安装，运输。•参考：GB/T9535—1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》等标准，确定组件外边框型材的选定以及来料的检验电池组件的主要原材料•接线盒•组件电池的正，负极从TPT引出后需要一个专门的电气盒来实现与负载的连接运行。接线盒的作用：•a)电极引出后一般仅为两条镀锡条，不方便与负载之间的电气连接，需要将电极焊接在成型的便于使用的电接口上。•a)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。•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。电池组件的主要原材料•硅胶•主要用来粘接、密封。粘接铝合金和层压好的玻璃组件并起到密封作用•粘接接线盒与TPT，起固定接线盒的作用。•硅胶的选用要求：•容易使用，单一组分，无需混合，可用普通的打胶枪施用。•固化成坚固的、弹性密封，具有在接口或接口附近抵受移动的能力。固化时间要求不可太长。•可于任何季节使用。优异的耐侯、抗紫外线、振动、潮湿、臭氧、极端温度、空气污染、清洁剂、以及许多溶剂。•不垂流；可用与垂直以及架空接口。裁剪工艺文件•（一）工艺描述•根据生产指令单的要求将EVA、TPT、3M背板、焊带、汇流带进行裁剪，以保证生产能够高效高质的进行。•（二）所需工具、材料及设备•1工具：•剪刀、2米钢板尺、泡焊带盒、纯棉手套、抹布、镊子、焊带盒、•2主材料：•EVA、TPT、3M背板、汇流带、焊带、助焊剂•3辅助材料：•无水乙醇•4设备：•裁剪台裁剪工艺文件•操作工步及要求•1检查所需的工具是否齐全，是否能正常使用：检查裁剪台的使用性和清洁性；操作过程中接触任何原材料必须带手套。•2根据生产指令单，检查原材料，如果出现数量、质量上的问题，要立即通知领料人员和质检人员，进行确认。•3.裁剪原材料时必须带手套，保持原材料清洁。裁剪的TPT、EVA、3M背板尺寸误差在±2mm。裁剪焊带、汇流带尺寸误差在±1mm。•4.泡制焊带时应注意泡制的时间及晾晒程度，根据要求及时更换助焊剂，对泡、晒焊带的器具要时刻保持清洁；在泡晒过程中时刻保持焊带的清洁性。(一般泡制的时间15-20分钟）•5裁剪完毕后及时做