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太阳电池组件、高可靠性结构、生产与品质控制PV-module、StructureandQualityControllLecturer:RoiiLuo罗愉2•太阳电池及组件的工作原理•太阳电池的种类介绍及应用•晶体硅太阳电池封装的重要性•晶体硅太阳电池封装的历史•封装工艺流程分解及各工序注意事项•组件返修技术讨论讲座提纲晶体硅太阳电池组件生产中良率及品质控制5•组件生产的良率的定义、影响因素及如何提高组件的良率•组件生产中品质控制的方法及实践晶体硅太阳电池组件封装材料评估及测试3晶体硅太阳电池组件可靠性测试4晶体硅太阳电池组件封装工艺2太阳电池及组件基本知识1•太阳电池组件的电性能测试•太阳电池组件的红外测试•其他测试•封装材料的评估流程•十大封装材料的测试方法3太阳电池及组件的基本知识Thebasicknowledgeofsolarcellsandmodules14晶体硅光伏产业链5什么是太阳能电池（solarcells）？v“Photovoltaic”definedinOxfordDictionaryasbroadlyas“relatingtotheproductionofcurrentatthejunctionoftwosubstancesexposedtolight”利用物理学的利用物理学的光生伏特效应光生伏特效应（是一种（是一种量子效应）直接将太阳能光能转变为量子效应）直接将太阳能光能转变为电能。当太阳光照射在太阳电池表面电能。当太阳光照射在太阳电池表面时，电池吸收光能，产生光生电子时，电池吸收光能，产生光生电子——空穴对。在电池内建电场作用下，光空穴对。在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端分别生电子和空穴被分离，电池两端分别出现正负电荷的积累，即产生出现正负电荷的积累，即产生““光生电光生电压压””，若在内电场的两端引出电极并接，若在内电场的两端引出电极并接上负载，则负载中就有上负载，则负载中就有““光生电流光生电流””通通过，从而获得功率输出。这种太阳能过，从而获得功率输出。这种太阳能发电技术也称为发电技术也称为光伏发电光伏发电。。6太阳电池的种类7Ø晶体硅太阳能电池单晶硅（mono-crystallineSi）多晶硅（multi-crystallineSi）89Ø非晶硅太阳电池10ØCIS(CIGS)太阳电池11ØCdTe太阳电池12什么是太阳能电池组件（modules）？实物图电气连接图截面图13PVsystem1415Theimportanceofpackagingv防止太阳电池破损v太阳电池易破碎晶体硅呈脆性硅太阳电池面积大硅太阳电池厚度薄v防止太阳电池被腐蚀失效v满足负载要求，串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元v太阳电池的抗自然特性差太阳电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减太阳电池对紫外线的抵抗能力较差太阳电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏太阳电池表面的金属化层容易受到腐蚀太阳电池表面堆积灰尘后难以清除16Historyofpackagingv第一代：室温硫化硅橡胶封装v第二代：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）封装v第三代：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）封装17室温硫化硅橡胶封装边框密封胶互连条电极接线柱下底版粘接剂玻璃外壳衬底太阳电池18聚乙烯醇缩丁醛（PVB）封装TPT太阳电池电极接线柱互连条粘接剂玻璃19乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）封装TPTEVA玻璃互连条电极接线柱太阳电池20晶体硅太阳电池封装工艺Thepackagingprocessofthesolarmodules121Packagingprocessofmodules1.配件入库/存储1.配件入库/存储4.单片焊接4.单片焊接5.串片5.串片6.排片6.排片8.层压/固化8.层压/固化9.削边9.削边11.安装接线盒11.安装接线盒14.组件功率测试14.组件功率测试15.粘贴标牌15.粘贴标牌12.终道清洗及检查12.终道清洗及检查16.包装16.包装2.材料准备2.材料准备7.中间检验7.中间检验10.装框10.装框13.高压测试13.高压测试3.电池片分选测试3.电池片分选测试22Preparationofproductionv电池片的分选v互联条的裁切v背膜，EVA角膜准备v玻璃清洗v其他23CellTestingandsortingv封装组件操作过程中常见的电池片的若干种状态第一种状态：电池片碎裂第二种状态：电池片缺边55㎜×㎜×2.52.5㎜㎜24第三种状态：电池片表面针眼第四种状态：电池片表面色班第五种状态：PECVD涂层厚度不均匀第六种状态：电池片表面水迹25第七种状态：电池片表面异物异物第八种状态：电池片表面大小差异第九种状态：电池片表面栅线不统一26第十种状态：电池片表面白色线迹第十一种状态：背电极处异物第十二种状态：背电极处缺失良品缺失处面积要小于等于总面积的1/4不良品273米处仍可见3米处看不见轻微，面积≤10mm2擦伤93米处仍可见3米处看不见长度≤15mm，对比度不明显污渍83米处仍可见3米处看不见轻微，面积≤5mm2手指印7凸起严重，大于0.5mm，测试易碎轻微，不严重，凸起在0.5mm以下铝球、铝包6有4个及以上背电极缺少部分的；背电极有一个或者以上完全脱落；连续背极断缺5mm以上；附着强度差，焊带脱落背面铝浆脱落＜10mm2；锉铝球后背面有大面积锉痕；背电极部分挥发呈黑色；有1～3个背极缺少部分；连续背极断缺5mm背脱,附着强度51.正面沾有浆料,面积≧13mm2；2.10根以上栅线宽度比正常宽度宽2倍;3.跨越超过15根栅线沾有细线状浆料或划痕的;4.主栅线宽度≧3mm；1.正面沾有浆料,面积＜13mm2；2.10根栅线宽度比正常宽度宽2倍;3.跨越不超过15根栅线沾有细线状浆料或划痕的;4.主栅线宽度在3mm以内.栅线印刷模糊；存在但是不超过四根栅线明显印粗0.5mm；跨越10根栅线及以下沾有少量轻微细线状浆料或划痕的；边缘沾有极少浆料（长度10mm、宽度1mm）且不压到栅线；网带印印刷不良415mm≧单点断线长度8mm，且数量超过5处单点断线长度≦8mm不超过5处单点断线长度≤2mm且不超过3处；或0.5mm～2mm的断线有连续3～5处；0.5mm以下非密集可不计；边缘连接线，单点断线1～5mm，和非边缘连接线相加总的断线点不超过5处断线3片内色差:四角和边缘存在色差且可以小范围压到栅线；色差不均匀面积5cm2；轻微对比度的可忽略色差且面积大于总面积的1/2以上，边缘栅线氧化每边多于6根。色差不均匀面积不大于总面积的1/2,边缘栅线氧化每边少于6根片间色差：按PE颜色可分为深蓝（A/B/C三类），浅（淡）蓝（D类），A/B/C三类可以封装同一组件，D类需单独封装；花片/色差2＞4mm≤4mm弯曲度1D级品C级品合格品检验项目序号28非V型；2mm＜纵深≤3mm，面积≤8mm2最多允许三处非V型；纵深≤2mm，面积≤6mm2最多允许三处；纵深≤1.0mm，可不计缺口14纵深＞2mm，单点长度＞5mm，纵深在1mm－2mm的3处纵深≤2mm，单点长度≤5mm，最多允许三处；纵深≤1.0mm，可不计崩边崩点13片间/片内尺寸偏差＞2.5mm；对角线、边长超过合同中心值的±1.5mm片间/片内尺寸偏差≤2.5mm；对角线、边长不超过合同中心值的±1.5mm切割不良12＜0.2mm≥0.2mm栅线/背极/背场距边缘11＞1mm≤1mm栅线印刷平行度偏差1029RemarkspointofBSandEVAv操作时必须穿工作衣、鞋、戴干净手套，清理整洁工作场地。v手套必须保持干净；一旦手套变脏，立即更换。v操作环境温度：30摄氏度以下，湿度在60％以下，阳光不可直接照射。v每卷EVA开始裁剪的前几张，必须仔细检查是否存在缺陷，若有问题，立即通知技术员或班长v每卷EVA的头部脏的部分不可使用，做废料处理。v根据每班的产量来裁减EVA/TPT/PET，裁好的EVA必须在12小时内用完；若在12个小时内未使用完的，应用干净的塑料透明薄膜包起来，放到纸箱里存放待用。v打开包装的EVA放置不要超过1小时，没有裁完的EVA及裁下的EVA头子，用塑料袋包装好，并用胶带封口。v裁减的材料四周不允许“须状”物出现，如EVA须，TPT须等。v严格按照工艺参数内的尺寸进行裁减，没有在线技术员的允许，不得随便更改裁减尺寸。v材料存放环境条件为30度以下，湿度60％以下，无日照的封闭环境中。30CellWelding目的：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。2.取出整块电池片并自检2.取出整块电池片并自检4.不同规格焊带放置工作台上4.不同规格焊带放置工作台上5.电池片放在加热台上，左手拿焊带，右手拿烙铁手柄5.电池片放在加热台上，左手拿焊带，右手拿烙铁手柄6.焊带与主栅线对齐，电烙铁与电池片成45度角焊接6.焊带与主栅线对齐，电烙铁与电池片成45度角焊接7.以20左右片焊好的电池片为一堆放在工作台的上7.以20左右片焊好的电池片为一堆放在工作台的上3.将电池片放入工作台上3.将电池片放入工作台上8.将整块焊好的电池片放入特定位置待拼接，填写好流程卡8.将整块焊好的电池片放入特定位置待拼接，填写好流程卡1.单片焊接生产准备1.单片焊接生产准备v手工焊接v手工焊接多适用于小型、需要划片的组件v手工焊接采用平头烙铁进行v焊接前先让烙铁加温，十分钟后用烙铁测温仪测试，确保其工作温度在250℃~350℃之间v清洁烙铁头，保证烙铁头上无污渍（可采用松香）v超过半小时不使用烙铁要及时将烙铁关闭，以保护烙铁v光焊机焊接v光焊机大多用于大中型组件的电池片的焊接，这些组件所采用的电池片多为整片v在光焊机开机前确认电源、压缩空气均已接好v打开机器上主电源开关，此时机器主控制面板上的Power指示灯亮v打开主气源开关，检查压缩空气的压强在0.5MPav检查机器上所有电源开关都处于ON状态v检查冷却水泵上的Power-Pump和Cool开关处于打开状态，此时这两只开关内部的指示灯点亮，LCD显示屏幕上指示出当前冷却水的温度，同时检查温度设定旋钮（Temp.Adj）在10℃左右31Requirementsofcellweldingv焊接温度根据具体情况可在300℃~350℃之间调整v焊点要求平滑、无毛刺v焊接牢固、可靠、无漏焊、虚焊现象v焊带要求和电池表面栅极重合v互连条与电池片成45°夹角，用手轻拉互连条，互连条不应脱落。32Remarkspointcellweldingv由于电池片很薄，稍不注意很容易弄裂，所以在拿取或搬运电池片时，一定要注意轻拿轻放。v恒温电烙铁采用的是合金烙铁头，为了防止其长期暴露于空气中而氧化，因此在电烙铁不用时，应将烙铁头在海绵上擦拭干净，并在烙铁头表面上一层锡起到保护作用。v焊接所用的海绵要经常清洗，海绵每次的吸水量不要过多。v注意工艺卫生，保持工作台面的整洁，电池片拿取应轻取轻放，切勿在搬移过程中损坏电池片。v焊接前，要先对电池片进行自检，发现有隐裂现象，要及时报告组长，及时更换。v焊接时，要戴白色手套然后进行操作。v焊接时，注意安全，避免不必要的烫伤。v每个班次工作前必须进行温控烙铁测温，并做详细记录。测温由每个组的组长进行。v在焊接整个过程中，不准裸露的手指直接触摸到电池片。33×34CellString目的：背面串接是将12片电池串接在一起形成一个电池串.操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”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12片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。2.将焊好的单片放在周转台上2.将焊好的单片放在周转台上4.使电池片靠紧模板，焊带对齐背电极4.使电池片靠紧模板，焊带对齐背电极5.烙铁和电池片成适当角度焊接5.烙铁和电池片成适当角度焊接6.最后一片使用短焊带焊接6.最后一片使用短焊带焊接7.用毛