太阳能电池组件封装工艺
2020-03-02 18:38:07 来源：范文大全收藏下载本文
太阳能电池组件封装工艺
太阳能电池组件的制造过程中主要有以下一些步骤:激光划片—光焊(将电池片焊接成串)—手工焊(焊接汇流条)—层叠(玻璃—EVA—电池—EVA—TPT)—中测—层压—固化—装边框、接线盒—终测。
1、激光划片:
太阳能电池每片工作电压0.4-0.5V左右(开路电压约0.6V)，将一片切成两片后，每片电压不变;太阳电池的功率与电池板的面积成正比(同样转化率下)。根据组件所需电压、功率，可以计算出所需电池片的面积及电池片片数，由于单体电池(未切割前)尺寸一定(有几种标准)，面积通常不能满足组件需要，因此，在焊接前，一般有激光划片这套工序，切割前，应设计好切割路线，画好草图，要尽量利用切割剩余的电池片，提高电池片的利用率。切片时的具体要求:
1.1、切片时，切痕深度一般要控制在电池片厚度的1/2—2/3，这主要通过调节激光划片机的工作电流来控制。如果工作电流太大，功率输出大，激光束强，可以将电池片直接划断，容易造成电池正负极短路。反之，当工作电流太小，划痕深度不够，在沿着划痕用手将电池折断时，容易将电池片弄碎。
1.2、太阳电池片价格较贵，为减少电池片在切割中的损耗，在正式切割前，应先用与待切电池片型号相同的碎电池片做试验，测试出该类电池片切割时激光划片机合适的工作电流I0，这样正常样品的切割中划片机按照电流I0工作，可以减少由于工作电流太大或太小而造成损耗。
1.3、激光划片机激光束进行路线是通过计算机设置XY坐标来确定的，设置坐标时，一个小数点和坐标轴的差错会使激光束路线完会改变，因此，在电池片切割前，先用小工作电流(使激光能被看清光斑即可)让激光束沿庙宇的路线走一遍，确认路线正确后，再调大电流进行切片。
1.4、一般来说，激光划片机只能沿XY轴方向进行切割，切方形电池片较方便。当电池片切成三角形等形状时，切割前一定要计算好角度，摆好电池方位，使需要切割的线路沿X或Y方向。
1.5、在切割不同电池片时，如果两次厚度差别较大，调整工作电流的同时，注意调整焦距。
1.6、切割电池片时，应打开真空泵，使电池片紧贴工作面板，否则，将切割不均匀。
2、焊接:
切割好的电池片需要连接起来，焊接这一工序就是用焊条(连接条)按需要的电池片串联或并联好，最后汇成一条正极和一条负极引出来。焊接时要注意几点:太阳电池串联后，总电流与电小电池片产生的电流一致，因此每片串联的太阳电池要求尺寸一样大，颜色一致(这样一方面为保证电池光电转换资效率一致，另外使组件外表更美观);手工焊接时把握好烙铁与焊点接触时间，尽量一次焊成，如一个焊点反复焊接，电池片上电极很容易脱落;焊点要均匀，若某些焊点焊锡太多，表面不平整会影响电池层压，增加碎片率。
3、层压:
电池片按要求焊好后，层压前一般先用万用表通过测电池电压方式检查焊接好的太阳电池有没有短路、断路，然后清洗玻璃，按照比玻璃面积略大的尺寸裁制EVA、TPT，将玻璃—EVA—电 1/12页
池—EVA—TPT层叠好，放入层压机层压(层压机的具体操作过程前面已经介绍)。
层压过程中有关问题及注意事项:太阳电池层压工艺中，消除EVA中的气泡是封装成败的关键，层叠时进入的空气与EVA交联反应产生的氧气是形成气泡的主要原因。当层压的组件中出现气泡，说明工作温度过主或抽气时间太短应该重新设置工作温度和抽气、层压时间。
4、固化:
从层压机取出的太阳能电池，未固化时EVA容易与TPT、玻璃脱层，进入烘箱固化。烘箱固化根据EVA种类不同分两种方式。
4.1、快速固化型EVA，设置烘箱温度135度，待升到设置温度后，将层压好的电池放入固化15min。
4.2、常规固化型EVA 设置烘箱温度145度，待升到温度后，将层压的好电池放入固化30min。
另外，也可以在层压机内直接固化。
4.3、快速固化型EVA，层压机设置100—120度，放入电池板，抽气3—5min，加压4—10min(层压的太阳电池板较小，时间可以稍短些)，同时升温到135度，恒温固化15min，层压机下充气上抽空30s，开盖取出电池冷即即可。
4.4、常规固化型EVA，层压机设置100—120度，放入电池板，抽气3—5min，加压4—10min(层压的太阳电池板较小，时间可以稍短些)，同时升温到145—150度，恒温固化30min，层压机下充气上抽空30s，开盖取出电池冷即即可。
4.5、层压机设置135—140度，放入电池板，抽气3-5min，加压4—10min，恒温到135—140度，固化15min，再取出即可。
目前，采用烘箱中快速固化EVA，这种方法好，速度快，节约层压机的使用时间。EVA凝胶含量达到65%以上，可以认为固化基本完成，达到了组件的要求。
5、检测:
太阳电池组件投入使用前需先进行各项性能测试，具体方法参考GB/T9535—1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型》、《海上用太阳能电池组件总规范》，其具体方法:
5.1、性能测试，在规定光源的光谱、标准光强以及一定的电池温度(25度)条件下对太阳能电池的开路电压、短路电流、最大输出功率、伏安特性曲线等进行测量。
5.2、电绝缘性能测试，以1KV的直流电通过组件底板与引出线，测量绝缘电阻，绝缘电阻要求大于2000MΩ，以确保在应用过程中组件边框无漏电现象发生。
5.3、热循环实验，将组件置于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在40~85度之间循环规定次数，并在极端温度下保持规定时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件由于温度重复变化引起的热应变能力。 2/12页
5.4、湿热—湿冷实验，将组件置于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在一定温度和湿度下往复循环，保持一定恢复时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受高温高湿和低温低湿的能力。
5.5、机械载荷实验，在组件的表面逐渐加载，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受风半雪等静态载荷的能力。 5.
6、冰雹实验，以钢球代替冰雹从不同角度以一定的动量撞击组件，检测组件产生的外观缺陷、电性能衰减率，以确定组件承受冰雹撞击的能力。
5.7、老化实验，用于检测太阳电池组件暴露在高湿和高紫外辐射场地时具有有效抗衰减能力。将组件样品放在65度，约6.5紫外太阳下辐照，最后测电光性，看其下降损失，值得一提的是，在曝晒老化实验中，电性能下降是不规则的，且与EVA/TPT光的损失不成比例。
6、技术要求:
合格的太阳能电池组件必须达到如下要求:
6.1、光伏组件在规定工作环境下，使用奉命应大于20年(使用20年，效率大于原来效率的80%)。
6.2、组件的电池上表面颜色应均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。
6.3、组件的每片电池与互连条应排列整齐，组件的框架应整洁无腐蚀斑点。
6.4、组件的封装层中不允许气泡或脱层在某一片电池与组件边缘形成一个通路，气泡或脱层的几何尺寸和个数应符合相应的产品详细规范规定。
6.5、组件的面积比功率大于65W/m2，质量比功率大于4.5W/kg，
填充因子FF大于0.65。
6.6、组件在正常条件下绝缘电阻不能低于200MΩ。
6.7、采用EVA、玻璃等层压封装的组件，EVA的交联度应大于65%，EVA与玻璃的剥离强度大于30N/cm，EVA与组件背板材料的剥离强度大于15N/cm。
6.8、每个组件应有如下标志:
6.8.1、产品名称与型号。
6.8.2、主要参数，包括短路电流ISC，开路电压VOC，最佳工作电流Im，最佳工作电压Vm，最大输出功率Pm以及T—V曲线图。
6.8.3、制造厂名、日期及商标。
7、层压的基本过程:打开层压机，按下加热按钮，设定好工作温度;待加热板温度达到指定温度(可以从控制上看到)后，将层叠好的电池片放入层压机并合上盖，合盖后第一步:下室抽气。层叠好的太阳电池片 3/12页
放置在两层玻璃布间(属于下室部分)时，EVA在层压机内开始受热，受热后的EVA处于熔融状态，EVA与电
池片、玻璃、TPT之间有空气存在，下室抽气(抽真空)可以将这些间隙中的空气排除。如果抽气时间和层压
温度设置不当，在组件玻璃下面常会出现气泡，至使组件使用过程中，气泡受热膨胀而使EVA脱层，影响组件
的外观、效率与使用奉命。抽气的下一步是加压(层压)。在加压过程中，下室继续抽真空，上室充气，胶皮
气囊构成的上室，充气后体积膨胀(由于下室抽真空)充斥整个上下室之间，挤压放置下室的电池片、EVA等，
熔融后的EVA在挤压和下室抽空的作用下，流动充满玻璃、电池片、TPT之间的间隙，同时排出中间的气泡。
这样，玻璃、电池片、TPT就通过EVA紧紧的黏合在一起。层压好后需要开盖将电池取出，前两个过程下室处
于真空状态，大气压作用下，上盖受向下的压力。开盖时，先是下室充气，上室抽空，使放电池组件的下腔气
压与大气压平衡，再利用设置在上盖的两开盖支臂将上盖打开。将太阳电池取出后，可以进行下一块电池组件
的封装。
层压机使用过程中注意事项:
7.1、层压机合盖时压力巨大，切记下腔边框不得放异物，以防意外伤害或设备损坏。
太阳能电池组件封装工艺
太阳能电池组件的制造过程中主要有以下一些步骤:激光划片—光焊(将电池片焊接成串)—手工焊(焊接汇流条)—层叠(玻璃—EVA—电池—EVA—TPT)—中测—层压—固化—装边框、接线盒—终测。
1、激光划片:
太阳能电池每片工作电压0.4-0.5V左右(开路电压约0.6V)，将一片切成两片后，每片电压不变;太阳电池的功率与电池板的面积成正比(同样转化率下)。根据组件所需电压、功率，可以计算出所需电池片的面积及电池片片数，由于单体电池(未切割前)尺寸一定(有几种标准)，面积通常不能满足组件需要，因此，在焊接前，一般有激光划片这套工序，切割前，应设计好切割路线，画好草图，要尽量利用切割剩余的电池片，提高电池片的利用率。切片时的具体要求:
1.1、切片时，切痕深度一般要控制在电池片厚度的1/2—2/3，这主要通过调节激光划片机的工作电流来控制。如果工作电流太大，功率输出大，激光束强，可以将电池片直接划断，容易造成电池正负极短路。反之，当工作电流太小，划痕深度不够，在沿着划痕用手将电池折断时，容易将电池片弄碎。
1.2、太阳电池片价格较贵，为减少电池片在切割中的损耗，在正式切割前，应先用与待切电池片型号相同的碎电池片做试验，测试出该类电池片切割时激光划片机合适的工作电流I0，这样正常样品的切割中划片机按照电流I0工作，可以减少由于工作电流太大或太小而造成损耗。
1.3、激光划片机激光束进行路线是通过计算机设置XY坐标来确定的，设置坐标时，一个小数点和坐标轴的差错会使激光束路线完会改变，因此，在电池片切割前，先用小工作电流(使激光能被看清光斑即可)让激光束沿庙宇的路线走一遍，确认路线正确后，再调大电流进行切片。
1.4、一般来说，激光划片机只能沿XY轴方向进行切割，切方形电池片较方便。当电池片切成三角形等形状时，切割前一定要计算好角度，摆好电池方位，使需要切割的线路沿X或Y方向。
1.5、在切割不同电池片时，如果两次厚度差别较大，调整工作电流的同时，注意调整焦距。
1.6、切割电池片时，应打开真空泵，使电池片紧贴工作面板，否则，将切割不均匀。
2、焊接:
切割好的电池片需要连接起来，焊接这一工序就是用焊条(连接条)按需要的电池片串联或并联好，最后汇成一条正极和一条负极引出来。焊接时要注意几点:太阳电池串联后，总电流与电小电池片产生的电流一致，因此每片串联的太阳电池要求尺寸一样大，颜色一致(这样一方面为保证电池光电转换资效率一致，另外使组件外表更美观);手工焊接时把握好烙铁与焊点接触时间，尽量一次焊成，如一个焊点反复焊接，电池片上电极很容易脱落;焊点要均匀，若某些焊点焊锡太多，表面不平整会影响电池层压，增加碎片率。
3、层压:
电池片按要求焊好后，层压前一般先用万用表通过测电池电压方式检查焊接好的太阳电池有没有短路、断路，然后清洗玻璃，按照比玻璃面积略大的尺寸裁制EVA、TPT，将玻璃—EVA—电 1/12页
池—EVA—TPT层叠好，放入层压机层压(层压机的具体操作过程前面已经介绍)。
层压过程中有关问题及注意事项:太阳电池层压工艺中，消除EVA中的气泡是封装成败的关键，层叠时进入的空气与EVA交联反应产生的氧气是形成气泡的主要原因。当层压的组件中出现气泡，说明工作温度过主或抽气时间太短应该重新设置工作温度和抽气、层压时间。
4、固化:
从层压机取出的太阳能电池，未固化时EVA容易与TPT、玻璃脱层，进入烘箱固化。烘箱固化根据EVA种类不同分两种方式。
4.1、快速固化型EVA，设置烘箱温度135度，待升到设置温度后，将层压好的电池放入固化15min。
4.2、常规固化型EVA 设置烘箱温度145度，待升到温度后，将层压的好电池放入固化30min。
另外，也可以在层压机内直接固化。
4.3、快速固化型EVA，层压机设置100—120度，放入电池板，抽气3—5min，加压4—10min(层压的太阳电池板较小，时间可以稍短些)，同时升温到135度，恒温固化15min，层压机下充气上抽空30s，开盖取出电池冷即即可。
4.4、常规固化型EVA，层压机设置100—120度，放入电池板，抽气3—5min，加压4—10min(层压的太阳电池板较小，时间可以稍短些)，同时升温到145—150度，恒温固化30min，层压机下充气上抽空30s，开盖取出电池冷即即可。
4.5、层压机设置135—140度，放入电池板，抽气3-5min，加压4—10min，恒温到135—140度，固化15min，再取出即可。
目前，采用烘箱中快速固化EVA，这种方法好，速度快，节约层压机的使用时间。EVA凝胶含量达到65%以上，可以认为固化基本完成，达到了组件的要求。
5、检测:
太阳电池组件投入使用前需先进行各项性能测试，具体方法参考GB/T9535—1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型》、《海上用太阳能电池组件总规范》，其具体方法:
5.1、性能测试，在规定光源的光谱、标准光强以及一定的电池温度(25度)条件下对太阳能电池的开路电压、短路电流、最大输出功率、伏安特性曲线等进行测量。
5.2、电绝缘性能测试，以1KV的直流电通过组件底板与引出线，测量绝缘电阻，绝缘电阻要求大于2000MΩ，以确保在应用过程中组件边框无漏电现象发生。
5.3、热循环实验，将组件置于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在40~85度之间循环规定次数，并在极端温度下保持规定时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件由于温度重复变化引起的热应变能力。 2/12页
5.4、湿热—湿冷实验，将组件置于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在一定温度和湿度下往复循环，保持一定恢复时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受高温高湿和低温低湿的能力。
5.5、机械载荷实验，在组件的表面逐渐加载，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受风半雪等静态载荷的能力。 5.
6、冰雹实验，以钢球代替冰雹从不同角度以一定的动量撞击组件，检测组件产生的外观缺陷、电性能衰减率，以确定组件承受冰雹撞击的能力。
5.7、老化实验，用于检测太阳电池组件暴露在高湿和高紫外辐射场地时具有有效抗衰减能力。将组件样品放在65度，约6.5紫外太阳下辐照，最后测电光性，看其下降损失，值得一提的是，在曝晒老化实验中，电性能下降是不规则的，且与EVA/TPT光的损失不成比例。
6、技术要求:
合格的太阳能电池组件必须达到如下要求:
6.1、光伏组件在规定工作环境下，使用奉命应大于20年(使用20年，效率大于原来效率的80%)。
6.2、组件的电池上表面颜色应均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。
6.3、组件的每片电池与互连条应排列整齐，组件的框架应整洁无腐蚀斑点。
6.4、组件的封装层中不允许气泡或脱层在某一片电池与组件边缘形成一个通路，气泡或脱层的几何尺寸和个数应符合相应的产品详细规范规定。
6.5、组件的面积比功率大于65W/m2，质量比功率大于4.5W/kg，
填充因子FF大于0.65。
6.6、组件在正常条件下绝缘电阻不能低于200MΩ。
6.7、采用EVA、玻璃等层压封装的组件，EVA的交联度应大于65%，EVA与玻璃的剥离强度大于30N/cm，EVA与组件背板材料的剥离强度大于15N/cm。
6.8、每个组件应有如下标志:
6.8.1、产品名称与型号。
6.8.2、主要参数，包括短路电流ISC，开路电压VOC，最佳工作电流Im，最佳工作电压Vm，最大输出功率Pm以及T—V曲线图。
6.8.3、制造厂名、日期及商标。
7、层压的基本过程:打开层压机，按下加热按钮，设定好工作温度;待加热板温度达到指定温度(可以从控制上看到)后，将层叠好的电池片放入层压机并合上盖，合盖后第一步:下室抽气。层叠好的太阳电池片 3/12页
放置在两层玻璃布间(属于下室部分)时，EVA在层压机内开始受热，受热后的EVA处于熔融状态，EVA与电
池片、玻璃、TPT之间有空气存在，下室抽气(抽真空)可以将这些间隙中的空气排除。如果抽气时间和层压
温度设置不当，在组件玻璃下面常会出现气泡，至使组件使用过程中，气泡受热膨胀而使EVA脱层，影响组件
的外观、效率与使用奉命。抽气的下一步是加压(层压)。在加压过程中，下室继续抽真空，上室充气，胶皮
气囊构成的上室，充气后体积膨胀(由于下室抽真空)充斥整个上下室之间，挤压放置下室的电池片、EVA等，
熔融后的EVA在挤压和下室抽空的作用下，流动充满玻璃、电池片、TPT之间的间隙，同时排出中间的气泡。
这样，玻璃、电池片、TPT就通过EVA紧紧的黏合在一起。层压好后需要开盖将电池取出，前两个过程下室处
于真空状态，大气压作用下，上盖受向下的压力。开盖时，先是下室充气，上室抽空，使放电池组件的下腔气
压与大气压平衡，再利用设置在上盖的两开盖支臂将上盖打开。将太阳电池取出后，可以进行下一块电池组件
的封装。
层压机使用过程中注意事项:
7.1、层压机合盖时压力巨大，切记下腔边框不得放异物，以防意外伤害或设备损坏。
7.2、开盖前必须检查下室充气是否完成，否则不能开盖，以免损坏设备。
7.3、控制台上有紧急按钮，紧急情况下，整机断电;故障排除后，将紧急按钮复位。
7.4、层压机若长时间未使用，开机后应空机运转几个循环，以便将吸附在腔体内的残余气体及水蒸气抽尽，
以保证层压质量。
太阳能电池板生产工艺 [引用 2010-08-31 10:32:19] 太阳能电池板(组件)生产工艺
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:
1、电池检测——
2、正面焊接—检验—
3、背面串接—检验—
4、敷设(玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设)——
5、层压——
6、去毛边(去边、清洗)——
7、装边框(涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶)——
8、焊接接线盒——
9、高压测试——
10、组件测试—外观检验—
11、包装入库 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 ;
2、高质量的原材料，例如: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
7.2、开盖前必须检查下室充气是否完成，否则不能开盖，以免损坏设备。
7.3、控制台上有紧急按钮，紧急情况下，整机断电;故障排除后，将紧急按钮复位。
7.4、层压机若长时间未使用，开机后应空机运转几个循环，以便将吸附在腔体内的残余气体及水蒸气抽尽，
以保证层压质量。
太阳能电池板生产工艺 [引用 2010-08-31 10:32:19] 太阳能电池板(组件)生产工艺
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:
1、电池检测——
2、正面焊接—检验—
3、背面串接—检验—
4、敷设(玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设)——
5、层压——
6、去毛边(去边、清洗)——
7、装边框(涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶)——
8、焊接接线盒——
9、高压测试——
10、组件测试—外观检验—
11、包装入库 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 ;
2、高质量的原材料，例如: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
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