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多出的焊带在反面焊接时与后面的电池片的反面电极相连〔如下列图〕。
3、串焊
反面焊接是将N张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〞的反面电极〔正极〕上,这样依次将N张电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
4、叠层
反面串接好且经过检验合格后,将组件串、玻璃和切割好的EVA、太阳能电池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,为层压打好根底。
〔敷设层次:
由下向上:
玻璃、EVA、电池处、EVA、玻璃纤维、背板〕。
5、组件层压
将敷设好的电池组件放入层压机内,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、玻璃和太阳能电池背板粘接在一起;
最后冷却取出组件。
层压工艺是太阳能电池组件生产的关键一步,层压温度和层压时间根据EVA的性质决定。
我们使用普通的EVA时,层压循环时间约为21分钟,固化温度为138-140℃。
6、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。
7、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。
8、粘接接线盒
在组件反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。
9、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。
10、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。
三、电池组件的主要原材料
1、玻璃
采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃),厚度一般为±
,钢化性能符合国标:
GB9963-88,或者封装后的组件抗冲击性能到达国标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外表。
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)外表透光性;
c)弯曲度;
d)外观;
玻璃的质量要求以及来料抽检
a〕钢化玻璃标准厚度为,允许偏差;
b〕钢化玻璃的尺寸为1574*802mm,允许偏差,两条对角线允许偏差;
c〕钢化玻璃允许每米边上有长度不超过10mm,自玻璃边部向玻璃板外表延伸深度不超过2mm,自板面向玻璃另一面延伸不超过玻璃厚度三分之一的打磨爆边。
d〕钢化玻璃内部不允许有长度大于1mm的集中的气泡,并且对于长度小于1mm气泡每平方米不得超过6个。
e〕不允许有结石,裂纹,缺角的情况发生;
f〕钢化玻璃在可见光波段内透射比不小于90%;
g〕钢化玻璃外表允许每平方米内宽度小于,长度小于50mm长度小于50mm的划伤不超过1条;
h〕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。
2、EVA胶膜
晶体硅太阳电池封粘材料是EVA胶膜,它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物,它是一种受热发生交朕反响,形成固性凝胶树脂的热固性热熔胶,其化学式结构如下列图:
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,下层保护材料太阳能背板〔TPT〕,利用真空层压技术粘合为一体。
EVA胶膜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~之间,外表平整,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。
采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为的EVA胶膜层作为太阳电池的密封剂,使它和玻璃、太阳能背板之间密封粘接。
个别厂家做小组件时,为了降低原材料本钱,已经开始考虑使用厚度为的EVA胶膜。
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、耐黄变〔耐候性〕、耐化学药品性等热密封性。
采取化学胶联的方式对EVA进行改性,其方法就是在EVA中添加有机过氧化物交联剂,当EVA加热到一定温度时,交联剂分解产生自由基,引发EVA分子之间的结合,形成三维网状结构,导致EVA胶层交联固化,当胶联度到达60%以上时能承受大气的变化,不再发生热胀冷缩。
测定胶联度原理:
通过二甲苯萃取样品中未胶联的EVA,剩下的未溶物就是已经胶联的EVA,假设样品总量为W1,未溶物的重量为W2,那么EVA的胶联度就为W2/W1*100%。
1.EVA胶膜功能介绍
a)封装电池片,防止外界环境对电池片的电性能造成影响,以提高电池片的使用性能和使用寿命;
b)增强组件的透光性;
c)将电池片,钢化玻璃,太阳能背板〔TPT〕粘接在一起,具有一定的粘接强度;
2.EVA胶膜材料介绍
用作光伏组件封装的EVA,主要对以下几点性能提出要求:
a)熔融指数:
影响EVA的融化速度;
b)软化点:
影响EVA开始软化的温度点;
c)透光率:
对于不同的光谱分布有不同的透过率,这里主要指的是在AM1.5的光谱分布条件下的透过率;
d)密度:
胶联后的密度;
e)比热:
胶联后的比热,反映胶联后的EVA吸收相同热量的情况下温度升高数值的大小;
f)热导率:
胶联后的热导率,反映胶联后的EVA的热导性能;
g)玻璃化温度:
反映EVA的抗低温性能;
h)断裂张力强度:
胶联后的EVA断裂张力强度,反映了EVA胶联后的抗断裂机械强度;
I)断裂延长率:
胶联后的EVA断裂延长率,反映了EVA胶联后的延伸性能;
J)张力系数:
胶联后的EVA张力系数,反映了EVA胶联后的张力大小;
k)吸水性:
直接影响其对电池片的密封性能;
l)胶联率:
EVA的胶联度直接影响到它的抗渗水性;
m)剥离强度:
反映了EVA与玻璃和太阳能电池背板的粘接强度;
n)耐紫外光老化:
影响到组件的户外使用寿命;
o)耐热老化:
影响到组件的户外使用寿命;
p)耐低温环境老化:
3.EVA胶膜的存储
〔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〕防止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;
3、太阳能电池背板〔以TPT结构的为代表〕
最早的TPT叫法来自于以优质PET作为基材,两面均通过胶粘剂复合一层杜邦PVF膜〔商品名为Tedlar〕复合型太阳能背板。
目前TPT是太阳能背板的一种通称,只要是双面含氟加上中间层PET的三层复合型或涂覆型的太阳能背板,均可称为TPT,甚至有很多不太懂的组件厂家直接称所有背板都为TPT,如杭州兆丰光伏材料生产的F-PET-F三层涂覆结构的背板也被称为TPT。
所以,各组件厂家在选择太阳能电池背板时,一定要分清所谓的TPT是不是真的TPT太阳能背板,以免被不良商家所蒙骗。
太阳能电池背板是用在太阳能电池组件的反面,作为太阳能电池组件反面保护的一种封装材料,以增强太阳能组件的搞渗水性。
常规太阳能背板厚度为—,纵向收缩率不大于1.5%,用于封装的TPT太阳能背板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需经外表处理和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。
太阳电池组件的反面的太阳能背板一般为白色,对阳光起到反射作用,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,此保护膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等根本要求。
随着太阳能光伏事业的不断开展,越来越多的客户需要太阳能背板提供各种颜色的背板的,如黑色、蓝色、透明等。
对于白色太阳能背板,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。
太阳能背板的质量要求及来料检验:
1〕
外观检验:
太阳能背板外表无褶皱,无明显划伤;
2〕
尺寸检验:
尺寸符合订货标准;
4、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,是涂锡带开展的方向。
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:
a)可焊性好;
b)抗腐蚀性能好;
c)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。
d)常见的互连条与汇流条规格有;
e)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;
5、助焊剂
作用:
帮助焊接,除去互连条上的氧化层,减小焊锡外表张力。
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。
助焊剂的选用原那么是,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:
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;
考前须知如下:
1)
助焊剂须在通风、枯燥的室内使用,应远离火源、防止日晒。
2)
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。
3)
助焊剂在搬运时要轻装轻卸,防止损坏包装。
储存环境要求远离火源、通风、枯燥并防止日晒。
储存温度为正常室温时,储存期为1年到1年半。
5、
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
1.订购合同应包含以下内容
a)产品名称和型号;
b)合金牌号;
c)供给状态;
d)产品规格;
e)外表处理方式、颜色、膜厚级别及色泽;
f)尺寸允许偏差精度等级;
g)标准编号GB/T5237.2—2000;
h)其它要求〔如:
产品出厂加塑料保护膜;
外表不允许出现划痕等〕;
注:
产品的耐蚀、耐磨、耐侯性用的是定期检测的方式〔每年至少一次〕一般不检测,但供方保证相应的质量要求,用户假设需要供方实验并提供数据,注:
需要在合同中注明。
2.铝型材的外表处理〔先喷沙后氧化〕
太阳组件要保证长达25年的使用寿命,铝合金外表必须经过钝化处理——阳极氧化,外表氧化层厚度大于12μm。
用于封装的边框应无变型,外表无划伤。
目前组件厂家铝边框的平均氧化层处理厚度在15μm±
2μm
阳极氧化:
也即金属或合金的电化学氧化,是将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其外表形成氧化物薄膜。
金属氧化物薄膜改变了外表状态和性能,如外表着色,提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度,保护金属外表等。
6、接线盒
组件电池的正,负极从太阳能电池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。
接线盒的作用是:
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;
b)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;
c)通过接线盒内的电导线引出了电源正负极,防止了电极与外界直接接触老化。
接线盒的材料选用
a)接线盒应由ABS或PPO工程塑料注塑制成,并加有防老化和抗紫外辐射剂,能确保组件在室外使用25年以上不出现老化破裂现象。
接线柱应由外镀镍层的高导电解铜制成,能确保电气导通及电气连接的可靠。
接线盒应用硅橡胶粘接在太阳能背板〔TPT太阳能背板〕外表,并用锣丝固定在铝边框上。
b)汇流条引入与电缆引出线均为插接式或焊接
接线盒的IP等级
组件用接线盒IP等级最低要求为IP65。
解释:
IP65防护等级体系
IP表示IngressProtection〔进入防护〕。
等级的第一标记数字如IP6_表示防尘保护等级(6表示无灰尘进入),第二标记数字如IP_5表示防水保护等级(5表示防护水的喷射)。
电缆固定头〔CABLEGLAND〕
参考公制螺纹M20×
1.5,德制PG11/
PG13.5,防护等级IP85
接线盒外接导线
导线用标准绝缘铜导线,以满足载流量、电压损耗和导线强度要求
二极管
防止“热斑效应〞。
1)旁路二极管3个,每24个电池片并联一个旁路二极管;
2)二极管型号为15A10,技术参数为:
最大反向峰值电压1000V;
3)最大正向电流15A;
6、
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太阳能背板,起固定接线盒的作用;
硅胶的选用要求:
1)容易使用,单一组分,无需混合,可用普通的打胶枪施用;
2)固化成巩固的、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;
3)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;
4)不垂流,可用与垂直以及架空接口;
四、太阳能组件封装各工艺流程文件
1、裁剪工艺文件
〔一〕工艺描述
根据生产指令单的要求将EVA、太阳能背板、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胶膜、太阳能背板〔TPT〕、汇流带、焊带、助焊剂。
3-辅助材料:
无水乙醇
4-设备:
裁剪台
〔三〕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。
裁剪的太阳能背板、EVA胶膜尺寸误差在±
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-裁剪完毕后及时做好各种原材料的使用记录并妥善保管好剩余原材料。
〔四〕自互检内容
1-原材料裁剪要符合生产指令单的要求,裁剪误差必须在要求之内。
2-焊带要泡制和晾晒适当。
3-各种记录要完备。
〔五〕考前须知
1-裁剪EVA胶膜、太阳能背板、焊带、汇流带裁剪尺寸偏差太大,会造成原材料不能用或浪费原材料,增加生产本钱。
2-焊带泡晒不符合要求,容易造成单串焊等工序虚焊或焊接不上造成原材料浪费,生产效率降低,影响组件的质量。
2、电池片初选工艺文件
通过初选将缺角,隐裂,栅线印刷不良,裂片,色差等电池片筛选出来,保证组件的质量和生产顺利高效率的运行。
美工刀、
电池片
透明胶带
分选台
1-工作准备:
开始挑选前首先清洁分选台和检查本岗位所需物品,分选台上不得有本岗位以外的其它物品,戴好手套。
2-工步:
开箱时,首先检查电池片的外包装是否完好,数量是否正确。
如果发现电池片的包装上,有明显的损坏迹象以及时通知质检员进行确认。
确认电池片的厂家及性能是否与生产指令单一致,发现问题立即通知领料人员。
特别注意拿电池片是要轻拿轻放。
3-开包挑选时应轻拿轻放应注意电池片的数量是否正确。
对于少片或是应为厂家原因出现的电池片的质量问题,应及时通知质检人员进行确认。
4-选电池片时,应用手拿电池片侧面,防止电池片外表的减反射膜损坏。
禁止一只手拿一叠电池片,另一只手从一叠电池片中一张张抽出进行检验。
选片时手中只能有一张电池片。
4-取电池片时要轻拿轻放,此过程速度不可过快,以免碰碎电池片;
挑选隐裂电池片时禁止采用扇摇或敲打电池片的方法。
5-挑选电池片时应从外观上进行分类如缺角,隐裂,栅线印刷不良,裂片,色差、水印,水胞等不合格电池片分别归类,电池片叠放不得超过36片。
6-根据生产指令信息的要求正确填写生产流程单并将电池片和流程单一并发送到下一工序。
7-做好该岗位的相关记录,收集整理已消耗材料的相关信息,向统计人员提供正确的有关电池片实际使用的情况的数据资料。
8-整理并标识好当日剩余的各类电池片,配合统计人员做好余料.退库做到每个合同作完剩余电池片及时退库。
1-按质检标准检验初选电池片是否合格,数量是否正确。
2-不合格电池是否分类正确
3-要求记录数据是否记录完整。
1-无视对合格电池片标准的理解,导致将许多不合格的电池片应用到后面的工序中导致了后面的工序出现裂片而更换电池片使工作效率降低.最可怕的是层压之后出现裂片从而导致了整个组件的降级甚至返修.
2-无视对操作要求的理解,不能按要求操作,导致许多好的电池片造成隐裂.严禁电池片的相互摩擦,以免造成减反射膜的损坏.
3、电池片测试分选
正确熟练操作测试设备,将低功率的电池片筛选出来,并将电池片按照功率进行详细的分类,保证组件的功率得最优化的实现。
〔二〕操作工步及要求
1-检查设备是否完备是否能正常使用。
2-明确分选仪的操作步骤:
a)翻开主电源,翻开负载的开关;
b)翻开主控设备上的钥匙开关;
c)按住主控设备上的切换装状态开关,使测试仪的工作状态由PAUSE到WORK的工作状态;
d)翻开计算机,并运行模拟测试程序;
e)整分选仪的探针的距离与所测试电池片刻槽之间的距离保持一致;
f)让测试仪的氙灯空闪5-10次;
g)使用标准片校准测试仪.然后对电池片进行测试分选;
h)测试分选电池片前必须用标准电池片校准测试台。
测试分选后要整理电池片,禁止功率不同的电池片混合参杂,并以0.1W分档;
i)测试过程中操作工必须戴上手指套,禁止不戴手指套进行测试分选,在拿放电池片的时候,尽量要轻,尽量不要使电池片受到摩擦,导致减反射膜受损;
〔三〕自互检内容
1-检查从初选或者从划片处领来得电池片的数量和质量;
2-检查分选仪是否校准;
3-检查分选仪的探针是否与电池片的主栅线偏离;
4-检查测试平台的清洁性。
〔四〕考前须知
1-假设测试仪的探针与所测试电池片的主栅线不对齐,可能导致所测试的电池片的功率与实际不符,甚至可能造成电池片的隐裂或裂片;
2-无视对氙灯空闪的要求,可能造成所测电池片的功率与
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