薄膜太阳能电池封装工艺简介

主要内容：一．封装生产工艺流程二．清洗工序三．焊接工序四．层压工序五．高压釜工序一、封装工艺生产流程制备传来的前电池超声波焊接摊铺PVB合背板裁切PVB层压工序成品层压半成品层压检验返修功率测试装接线盒清洗包装入库高压釜背玻璃清洗合格不合格二、清洗工序清洗工序：清洗工序的作用：把钢化玻璃清洗干净，达到工艺要求；封装车间清洗机所清洗的是电池的背玻璃，这种背板玻璃是一种钢化玻璃；玻璃背板清洗工艺流程：入料：把玻璃抬上清洗机，滚刷洗1：先喷碱液，在滚刷清洗滚刷洗2：超纯水清洗风切：喷淋洗：DI水洗+切液：两组风刀干燥：IR：出片什么是钢化玻璃：钢化玻璃是用普通平板玻璃或浮法玻璃加工处理而成，是普通平板玻璃的二次加工产品；普通平板玻璃要求用特选品或一等品；浮法玻璃要求用优等品或一级品。什么是钢化玻璃：钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。这里只介绍物理法什么是钢化玻璃：物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它时将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度（600℃）时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。简单说：普通玻璃或浮法玻璃，先加热到600度左右，再急速冷却，就得到钢化玻璃；钢化玻璃：钢化玻璃（Temperedglass/Reinforcedglass）属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。钢化玻璃的优点：第一是强度较之普通玻璃提高数倍；第二是使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了.钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有3~5倍的提高，一般可承受250度以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。是安全玻璃中的一种。钢化玻璃的不足：1.钢化后的玻璃不能再进行切割和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。2.钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。钢化玻璃自爆的原因：钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆，根据行业经验，普通钢化玻璃的自爆率在4‰左右。自爆是钢化玻璃固有的特性之一。产生自爆的原因很多，简单地归纳以下几种：①玻璃质量缺陷的影响A．玻璃中有结石、杂质B．玻璃中含有硫化镍结晶物C．玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。钢化玻璃自爆的原因：②钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度方向产生的温度梯度不均匀、不对称。使钢化制品有自爆的趋向，有的在激冷时就产生“风爆”。如果张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。③钢化程度的影响，实验证明，当钢化程度提高到1级/㎝时自爆数达20—25%。由此可见应力越大钢化程度越高，自爆量也越大。清洗钢化玻璃的条件：碱液：玻璃的主要成分是SiO2（二氧化硅），玻璃上的污垢主要是被氧化以后的化合物，只要成分是硅酸类化合物，这时用弱减性液体清洗，达到酸碱中和反应，将表面的物质洗掉；加热：清洗时要加热，把碱液加热到一定的温度；生产应当注意的事项：投入玻璃时，要细心检查，发现有缺陷的玻璃要先挑出来；重点是：有划伤、掉块、结石；超声波焊接工序：超声波焊接工序在生产中的作用：在电池上贴双面胶，贴铝镍复合带，焊接铝带；焊接的工艺流程：接收电池板：传来的电池进入焊接机贴双面胶：粘贴绝缘双面胶贴复合带：复合带是铝镍符合材料，焊接铝带：超声波焊接铝带，把铝带焊接在电池板上；超声波：超声波是指与声波具有相同的物理性质，但频度达到20000Hz以上，高于人耳听力范围的波动现象；其特征：是波长短，近似于直线传播，在固体和液体内衰减小，能量集中，可形成高强度、剧烈振动，引起激震波，液体中的空化作用等，产生机械、光、热、电、化学和生物等各种效应，被现代科技广泛应用。超声波金属焊接的原理：超声波金属焊接是利用额每秒钟数万次的高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面，再施以一定的压力，使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，达到焊接的目的。超声波焊接只适用于柔软韧性的金属焊接；超声波金属焊接机：超声波金属焊接机：超声波焊接的优点：1，节能2，无需装备散烟散热的通风装置3，成本低,效率高4，容易实现自动化生产超声波焊接的缺点：所焊接金属件不能太厚，一般小于或等于5mm；焊点位不能太大；需要加压；超声波焊接机的主要参数：功率：超声波发生器的功率，输出能量的大小；焊接时间：焊头压在铝带上以后，发出超声波的时间长短；焊头压力：焊头压铝带的压力；焊接质量的要求：铝带表面平整，无褶皱、断裂，居中；无焊穿，虚焊现象，焊接牢固；铝带和复合带交汇点焊接牢固，交汇点下面不得有双面胶；复合带和铝带充分接触；焊点面积达到交汇面积的60%；层压工序：层压工序的作用：把焊好铝带的前电池板、PVB胶膜、背板玻璃压合到一起；太阳能电池组件层压机是实现从原材料到太阳能电池板过渡的关键设备；层压工序：层压机：层压工序：层压机：层压机：层压机分为三段：进料级主机（层压级）出料级层压机结构机构图：Page34出料台主机进料台加热站工作台真空泵层压机的工艺流程：开盖━上室真空━放入待压组件━合盖━下室抽空━上室充气（层压过程）━下室充气━开盖━取出电池板；层压机工作原理层压机就是在真空条件下把多层物质进行压合的机械设备。真空层压机应用于太阳能电池组装生产线上。我们称之为太阳能电池组件层压机。无论层压机应用于哪种作业，其工作原理都是相同的。那就是在多层物质的表面施加一定的压力，将这些物质紧密地压合在一起。所不同的事根据层压的目的不同，压合的条件各不相同。层压：（非晶）1）钢化玻璃2）PVB胶膜3）前电池板背板玻璃PVB胶膜前电池板层压：（晶硅）1）钢化玻璃2）EVA3）电池串4）EVA5）背板（TPT）封装结构图电池片玻璃层压机的作用：层压机的作用就是要把这些物质压合在一起，并要求压合后，达到以下目的：1）、层压后无气泡2）、相融物质要融为一体3）、无法相融物质间要有一定的粘结强度。层压机的主要结构温度控制系统：液压系统：真空系统：PLC工控系统：传输系统：共5大控制系统构成。层压的工艺条件：a.压力；b.温度；c.真空度；d.时间；这4个条件是层压机封装太阳组件的必备条件。层压机的一些重要指标：层压机的重要参数1、主体材料：铝合金或不锈钢，不建议使用普通钢。2、真空抽气速率3、温度控制精度4、温度均匀性5、层压高度6、开启方式7、整机功率PVB材料的概述：聚乙烯醇缩丁醛（Polyvinylbutyral）简称PVB。PVB是由聚乙烯醇和丁醛在强酸催化作用下反应得到的高分子化合物。本身含有很多的羟基，（OH）基，可以与一些热固型树脂（Thermosettingresin）产生架桥反应（Crosslinkingreaction）以提升耐化学药品性及涂膜硬度等性能。并具有优异涂膜高透明性（Transparent）弹性(elastic)、韧性（Toughness）、耐强碱、耐油性及可挠性，与低温耐冲击性。PVB材料：PVB材料的应用范围：：制造夹层、安全玻璃用的最佳粘合材料，同时在建筑幕墙、橱窗、银行柜台、监狱探视窗、炼钢炉屏幕及各种防弹玻璃等建筑领域也有广泛的应用。PVB的性质：（1）PVB的物理性质：密度：1．07g／cm3。分子量：自30-45k.折射率：1．488(20℃)。吸水率：不大于4％。软化温度：60-65℃。玻璃化温度：66-84度（以聚合度不同而不同）。溶解性：可以溶解于大多数醇、酮、醚、酯类有机溶剂，不溶于碳羟类溶剂，如汽油等石油溶剂。PVB的性质：（2）PVB的化学性质：涂料具有高适用性、弹性、高韧性、兼容性。耐强碱、耐油性、可挠性与低温抗冲击性。添加可塑剂后，皮膜柔软性特优。使用胶合安全玻璃中间膜，使玻璃具有强大的耐冲击与耐穿透力。与无机材质之接着强度、架桥性、放蚀性优良。依PVB之不同能基（Functionalgroup）可溶于醇、酮、酯等类溶剂。PVB的优缺点：优点：PVB的粘着力更好，国外同行业推荐应用，特别是光伏幕墙面；PVB抗冲击能力大于EVA；缺点：价格比EVA贵；PVB的技术要求：PVB的外观要求项目\规格0.38mm0.76mm外观无色或微黄透明薄膜表面平整，不存在划伤、折痕点状条杂物及气泡≤0.05mm²允许分散存在，每卷不超过10处0.05mm²每卷不超过8处每卷不超过5处作出标记。每处定义0.5延长米。每处加放1米PVB的几何尺寸：几何尺寸厚度mm0.38±0.020.76±0.02均匀度25mm距离内横向厚度偏差不超过15µm50mm距离内横向厚度偏差不超过20µm长度公差m0-50-2宽度偏差mm0-10（3）PVB的其它技术要求水分含量%0.4-0.6拉伸程度Mpa≥20.0断裂伸长率%≥200雾度%0.4收缩率(60℃/15min)%≤12PVB的其它技术要求PVB裁切的要求：裁切的尺寸要符合要求；不允许一次裁切大量PVB搁置很长时间后才使用，原则上每次裁切最多30--60块，裁切好的PVB要在30分钟内投入使用；班长，要根据生产情况，安排好裁切PVB的数量，严禁停产后仍然有大量的PVB没有使用，出现此类情况追究班长责任；PVB裁切的要求：裁切完成后要包好支架上的PVB，包裹要严密，放置受潮污染；没有使用的裁切好的PVB要包裹要严密，放置受潮污；高压釜工序：高压釜工序的作用：把层压的半成品进行蒸压，使之成为成品；高压釜工序：高压釜内部：高压釜：玻璃高压釜（又称蒸压釜）设备是一个卧式高压容器，它是对初压后的平板夹层玻璃或弧形夹层玻璃进入釜后，通过加温加压，使之玻璃与PVB胶片全面结合牢固，是A类干法夹层玻璃生产线最后一道工序的关键设备。高压釜原来是夹胶玻璃生产线的设备，现在是把这种设备借用到了非晶硅玻璃生产线中来了；高压釜结构：高压釜的整体机构如下：釜体，空压机，冷干机，过滤器，进气管，排气管，水泵，进水管，排水管，红外加热管；釜内加热区分为四个区：上区，中区，下区，补偿区。高压釜操作流程：开门把放有电池片的小车推入高压釜关门点击自动运行按钮，高压釜开始自动工作；高压釜工作的阶段自动工作的流程：高压釜的六个阶段：升温升压—升温（保压）阶段—升压（保温）阶段—保温保压阶段—排气阶段；加热----充气------加热------充气-------保持温度和压力-------降温------排气（减压）高压釜的参数：主要参数项目：第一段温度，第一段压力，第二段温度，第二段压力，保温保压时间，排气温度高压釜操作流程：开门把放有电池片的小车推入高压釜关门点击自动运行按钮，高压釜开始自动工作；高压釜：高压釜属于高位设备，内部的气压可以达到12个大气压，操作人员必须持证上岗；温度最高可以达到160度；如果高压釜发生爆炸，200米范围内会变成平地；高压釜运行过程中必须时刻有人监控；