太阳能电池组件封装工艺大全

太阳能电池组件封装工艺大全简介：太阳能电池组件封装工艺大全一、太阳能电池组件封装简介组件线又叫封装线，封装是太阳能电池板生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池片也做不出好的组件板。良好的电池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客户满意的关键，所以太阳能电池板的封装工艺至...太阳能电池组件封装工艺大全一、太阳能电池组件封装简介组件线又叫封装线，封装是太阳能电池板生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池片也做不出好的组件板。良好的电池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客户满意的关键，所以太阳能电池板的封装工艺至关重要。太阳能电池组件封装工艺流程图如下：太阳能电池组件封装结构图如何保证太阳能电池组件的高效和高寿命？1、高转换效率、高质量的电池片下图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）；2、高质量的封装材料高耐候性、低水蒸汽透过率、良好电绝缘性等性能优异的太阳能电池背板；交联度高、耐黄变性能好、热稳定性好、粘接力强等性能优异的EVA胶膜；高粘结强度、密封性好的封装剂（中性硅酮树脂胶）；高透光率、高强度的钢化玻璃等3、严谨的工作态度由于太阳电池组件属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，一些不起眼问题如应戴手套而不戴、应均匀的涂刷试剂而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。二、太阳能电池组件组装工艺介绍1、电池分选由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池片性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池片组合在一起，应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池片的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池片的利用率，做出质量合格的太阳能电池组件。2、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片边长的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（如下图）。3、串焊背面焊接是将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”的背面电极（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、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，为层压打好基础。（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。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。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；玻璃的质量要求以及来料抽检a）钢化玻璃标准厚度为3.2mm，允许偏差0.2mm；b）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；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表面延伸深度不超过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）钢化玻璃表面允许每平方米内宽度小于0.1mm，长度小于50mm的划伤数量不多于4条。每平方米内宽度0.1-0.5mm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应，形成固性凝胶树脂的热固性热熔胶，其化学式结构如下图：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。采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.5mm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，为了降低原材料成本，已经开始考虑使用厚度为0.40mm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，当胶联度达到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：影响到组件的户外使用寿命；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）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；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有限公司生产的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背面，作为太阳能电池组件背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0.17mm—0.35mm，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。太阳电池组件的背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、不透气等基本要求。随着太阳能光伏事业的不断发展，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：太阳能背板表面无褶皱，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：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