光伏助焊劑輸送系統(tǒng)工藝匹配性的研究

王翼倫，張福家

(中國電子科技集團公司第四十八研究所，湖南長沙 410111)

光伏助焊劑輸送系統(tǒng)工藝匹配性的研究

王翼倫，張福家

(中國電子科技集團公司第四十八研究所，湖南長沙 410111)

簡述了光伏電池焊接工藝中的光伏助焊劑及其輸送系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)，講解了助焊劑系統(tǒng)對電池片焊接工藝的影響因素，提出了優(yōu)化助焊劑系統(tǒng)的技術(shù)途徑，并介紹了驗證效果。

助焊劑；輸送系統(tǒng)；噴嘴

隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)不斷升級，太陽能硅電池自動焊接系統(tǒng)應(yīng)用越來越普遍，自動焊接系統(tǒng)中的光伏助焊劑及其輸送系統(tǒng)直接影響太陽能硅電池焊接工藝的可靠性，本文從系統(tǒng)的整體匹配性方面展開研究。

1 光伏助焊劑及其輸送系統(tǒng)的原理及特性

1.1 光伏助焊劑的特性

太陽能硅電池用助焊劑主要由樹脂、溶劑、表面活性劑、有機酸活化劑、防腐蝕劑、助溶劑、成膜劑等組成，是各種固體成分溶解在各種液體中形成均勻透明的混合溶液。各成分在助焊劑中發(fā)揮不同的作用?；钚詣┚哂星宄饘俦砻嫜趸锖透纳票砻鎻埩Φ墓δ?，也具有一定的腐蝕性。固含物可以清潔被焊接金屬表面助焊劑殘留物，還有防止被焊金屬在高溫下被氧化的功能。一般光伏助焊劑配方見表1。

1.2 光伏助焊劑輸送系統(tǒng)工作原理

光伏助焊劑輸送系統(tǒng)一般采用噴射涂覆，利用經(jīng)過過濾后的潔凈壓縮空氣調(diào)整到適當壓力，將助焊劑從助焊劑罐中壓出并從噴射頭的針狀小孔中噴出，將助焊劑噴射在電池片主柵上。因助焊劑中的溶劑通常由揮發(fā)的材料構(gòu)成，助焊劑噴到電池片主柵上后溶液再經(jīng)過一定溫度加熱后揮發(fā)掉，焊錫熔后，使焊帶焊接在電池片的主柵上。焊接完后，助焊劑中的溶濟基本揮發(fā)完全。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由助焊劑儲存罐、電磁閥、氣壓調(diào)節(jié)器、噴嘴等組成。其結(jié)構(gòu)示意如圖1。

表1 光伏助焊劑成分

圖1 助焊劑輸送系統(tǒng)

1.3 助焊劑及其輸送系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)存的光伏助焊劑輸送系統(tǒng)一般存在如下問題：噴口堵塞，電磁閥燒壞，助焊劑不均勻，造成虛焊，硅電池污染，故障率高，維護費用高。從而提高質(zhì)量成本和經(jīng)濟成本。

2 助焊劑輸送系統(tǒng)的匹配優(yōu)化措施

2.1 光伏助焊劑的優(yōu)化

助焊劑內(nèi)起焊接作用的大部分都是固體材料，固體材料均以懸浮顆粒的形式存在，相對來說，固體含量越多，焊接能力越好，但固體含量過高，造成的殘渣越多，容易污染硅電池，固體的顆粒太大，容易導(dǎo)致助焊劑輸送不穩(wěn)定，造成硅電池的虛焊；為保證焊接強度，降低虛焊，同時保持材料成本的經(jīng)濟性，需要對助焊劑內(nèi)固體材料的顆粒度進行優(yōu)化。傳統(tǒng)助焊劑固體懸浮的顆粒度保持在300目以上，在自動焊接系統(tǒng)工藝匹配中，把懸浮顆粒度保持在500目以上，基本不需要增加材料成本，同時助焊劑輸送系統(tǒng)運行保持穩(wěn)定，焊接效果能夠保持持續(xù)穩(wěn)定，系統(tǒng)平均無堵塞、虛焊時間從120 h提高到了480 h左右，效果明顯，如圖2。

圖2 光伏助焊劑的優(yōu)化系統(tǒng)

2.2 輸送系統(tǒng)的改進

一般情況下，包括進口的自動焊接設(shè)備，助焊劑輸送系統(tǒng)均未配置過濾器，為了進一步保障助焊劑輸送系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，在輸送系統(tǒng)的前端增置助焊劑過濾器非常必要，過濾粗大顆粒，防止噴口助焊劑淤塞，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性以及噴涂均勻性；過濾器選用參數(shù)為500目，在添置特制的專用過濾器后，系統(tǒng)堵塞故障以及虛焊故障明顯改善。

2.3 噴口孔徑的優(yōu)化

為了防止輸送系統(tǒng)噴口堵塞，方便噴口清理，提高噴射定位精度，減少污染；噴嘴口徑尺寸從0.7 mm改進為0.9 mm，噴嘴出口加工成倒三角形，如圖3所示。

圖3 噴口孔徑優(yōu)化示意圖

3 改進效果驗證

通過助焊劑輸送系統(tǒng)匹配優(yōu)化，系統(tǒng)故障的明顯減少，通過系統(tǒng)優(yōu)化后，主要損耗件如電磁閥等在2015年比2014年減少25個以上，節(jié)省成本資金達10萬以上，見表2。

表2 系統(tǒng)優(yōu)化前后比較

改進后，助焊劑噴口堵塞明顯減少，電池焊接質(zhì)量明顯提升。

4 結(jié)束語

光伏組件工藝環(huán)節(jié)中，自動串焊機作用非常關(guān)鍵，通過對助焊劑輸送系統(tǒng)匹配優(yōu)化，自動串焊機運行效果明顯提升，返工率由原來的30%下降到5%～8%，返工量的減少，使得設(shè)備利用率增加，產(chǎn)量每天由1 100板突破到1 300板組件，每年增加收益180萬元，經(jīng)濟效益明顯。

[1] 高四.助焊劑的組成及研究進展[J].印制電路信息，2009，(9)：59-63.

[2] 金霞.免清洗型助焊劑的研究進展[J].電子工藝技術(shù)，2007，28(6)：334-337.

Study on Photovoltaic Flux Conveying System of the Matching Process

WANG Yilun，ZHANG Fujia
(The 48thResearch Institute of CETC，Changsha 410111,China)

This paper introduces the principle and structure of the photovoltaic flux conveying system in silicon cell welding technology.and explains the factors affecti-ng welding technology.Several technical ways to improve the photovoltaic flux con-veying system are proposed.And the verification results are introduced.

Scaling powder；Delivery system；Spray nozzle

TN306

B

1004-4507(2017)02-0036-03

王翼倫（1973-），男，湖南祁東人，工程師，主要從事太陽能電池組件工藝的研制。

2017-01-23

張福家（1971-），男，湖南衡山人，高級工程師，主要從事太陽能電池組件工藝的研制。