金剛線切多晶硅組件生產(chǎn)工藝與質(zhì)量管控

陳胡倩/身份證號(hào)碼：63212419880506002X

金剛線切多晶硅組件生產(chǎn)工藝與質(zhì)量管控

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在光伏領(lǐng)域，一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用無非看兩點(diǎn)：效率提升和成本下降。對(duì)于金剛線切片在多晶上的應(yīng)用而言，就在于使用金剛線切割的對(duì)于硅片成本下降的顯著效果，通過詳細(xì)分析當(dāng)前興起的金剛線切多晶硅組件的生產(chǎn)工藝，提出在生產(chǎn)過程中的各工藝要求和質(zhì)量控制點(diǎn)，有效的提升金剛線切片在多晶組件的功率；

金剛線切；多晶硅組件；生產(chǎn)工藝 ；質(zhì)量控制點(diǎn)

隨著愈演愈烈的630光伏搶裝熱潮，使得國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大、技術(shù)逐步提升，光伏發(fā)電成本會(huì)逐步下降，未來國內(nèi)光伏容量將大幅增加。同時(shí)也加速了光伏設(shè)備制造企業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí),新技術(shù)的推廣以及組件功率提升和成本的控制都成為業(yè)界的難點(diǎn)，單晶由于硅片端金剛線切片的導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)了成本的快速下降，因而市場(chǎng)滲透率在不斷攀升，也讓廣大以多晶為主的行業(yè)企業(yè)備受壓力。

一、金剛線切多晶硅原理

金剛線是金剛石切割線的簡(jiǎn)稱，也稱鉆石切割線或者鉆石線。目前主流的用于光伏領(lǐng)域的硅片切割線是超精細(xì)切割鋼絲，直徑大約是100微米。金剛石切割線顧名思義，跟金剛石有關(guān)，就是把金剛石的微小顆粒鑲嵌在線上，做成的金剛石切割線，金剛線具有了金剛石微型的鋸齒，增加了鋼線的切割能力，可以大大加快切割速度，金鋼線對(duì)于太陽能硅材料切割行業(yè)而言，是革命性的進(jìn)步。

二、金剛線切多晶硅組件生產(chǎn)工序工藝

1.第一道工序是原材料的檢驗(yàn)，金剛線切多晶電池片作為光伏組件的重要原材料之一，其性能直接決定著組件的品質(zhì)，檢測(cè)項(xiàng)目主要有電池片的外觀、膜色、尺寸、厚度、在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的電性能、單片EL測(cè)試、柵線的可焊性、主柵抗拉力和背場(chǎng)的附著力測(cè)試，金剛線切多晶電池片因采用 酸制絨，對(duì)于硅片表面損傷層的依賴程度較高，存在較高的反射率，且電池片存在一定的色差，故而在檢驗(yàn)時(shí)膜色的檢驗(yàn)尤為重要。

2.第二道工序?yàn)殡姵仄附?，目前電池片焊接以自?dòng)化機(jī)器焊接為主，通過串焊機(jī)的影像系統(tǒng)機(jī)器自動(dòng)檢查不良電池片，并將焊接過程中由于各種因素導(dǎo)致焊接不良的電池片信息反饋給排版機(jī)器人，然后將不良電池片放入不良電池片暫存盒，將合格的電池片噴涂助焊劑后通過焊接的方法用涂錫帶將單片電池片串聯(lián)成串，焊接過程中易出現(xiàn)的不合格有：露白、虛焊和隱裂，如圖1、2為焊接過程中的不合格；

圖1 露白

圖2 虛焊

3.第三道工序匯焊和層疊；用匯流帶將電池串上的互聯(lián)條按照工藝要求焊接起來，將電池串用高溫膠帶固定，引出匯流帶引出端并鋪設(shè)隔離EVA和背膜， 然后再鋪設(shè)整片EVA膠膜和背膜；在此工序中主要的控制點(diǎn)為串間距、電池串的排版、引出線間距；

4.第四道工序是層壓，根據(jù)使用的EVA特性設(shè)置合適的層壓溫度和抽真空時(shí)間，將鋼化玻璃、EVA膠膜、電池串、EVA膠膜、太陽電池背膜，在抽真空時(shí)排出各種材料之間的空氣，抽成真空，在高溫、高壓的條件下利用EVA膠膜的熱熔性，完成各材料之間的粘結(jié)，質(zhì)量控制點(diǎn)為層壓EVA的膠聯(lián)度和層壓機(jī)的溫度均勻性；

5.第五道工序是層壓后外觀檢驗(yàn)和EL測(cè)試，外觀檢驗(yàn)項(xiàng)目：鋼化玻璃、電池片是否存在裂片、碎角、氣泡、異物、玻璃面和背膜面的臟污、和電池片是否存在色差；因金剛線切電池片的特殊性就要求在生產(chǎn)過程中必須相近膜色在同一塊組件上.

6.第六道工序是組框，把鋁邊框按照工藝要求放在自動(dòng)打膠機(jī)上，槽內(nèi)膠量控制在槽的1/2～2/3，通過組框機(jī)對(duì)鋁型材的四個(gè)角上施加一定的力，將短邊角碼推進(jìn)預(yù)先打好卡點(diǎn)的長(zhǎng)邊內(nèi)，組框后要求組件正面膠量較少，背面膠量較多，組并保證組件正面的四個(gè)角以及背面溢膠良好。

7.第七道工序是接線盒安裝和灌膠；在組好框的組件上安裝接線盒，引出正負(fù)端子， 灌膠接線盒需要將引出線與接線盒的接線端進(jìn)行焊接，設(shè)置好電烙鐵溫度，控制焊好焊接時(shí)間，焊接后有明顯焊斑，且焊斑面積大于可焊面積的80%，最后用灌封膠對(duì)接線盒進(jìn)行密封。

8.第八道工序是成品組件測(cè)試和EL測(cè)試，通過模擬太陽光照來測(cè)試組件的各項(xiàng)電性能參數(shù)，檢測(cè)結(jié)果將作為組件分檔依據(jù)，測(cè)試環(huán)境要求：測(cè)試環(huán)境相對(duì)密封，不受太陽光等光線的影響，測(cè)試溫度控制在25±2℃，濕度60%以下，光強(qiáng)1000±50 W/m2，用標(biāo)準(zhǔn)板對(duì)太陽能測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)組件進(jìn)行電性能測(cè)試，并按照測(cè)試結(jié)果貼對(duì)應(yīng)的銘牌。

三、金剛線切多晶硅組件生產(chǎn)過程中常見問題與質(zhì)量控制

金剛線多晶具有諸多優(yōu)點(diǎn)：1.產(chǎn)能方面：可實(shí)現(xiàn)高速切割，切割速度可以提高到原來的2倍，單位時(shí)間能夠完成更多的工作量，提高產(chǎn)能。2.環(huán)保方面：金鋼線的工藝只需要水或是水基冷卻清潔液就可以，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保生產(chǎn)和制造。3.技術(shù)方面：硅耗的降級(jí)，使用金剛線切片技術(shù)后，單位產(chǎn)能耗硅量的減少，較大程度地減少了硅片的硅成本和折舊等，這也是金剛線切片代替砂漿切片最重要的驅(qū)動(dòng)因素。

金剛線切多晶硅組件生產(chǎn)過程中常見問題：

1.隱裂：因電池片受到熱應(yīng)力或外力使內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，通常以電池片邊沿、主柵線和倒角位置為起點(diǎn)，延伸裂開，裂縫及附近區(qū)域較暗，肉眼看不到隱裂，需通過EL測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試；組件中的隱裂缺陷會(huì)加速電池片的功率衰減，降低輸出功率，在機(jī)械載荷情況下會(huì)擴(kuò)大隱裂范圍。

2.虛焊：在焊接過程中因電池片與互聯(lián)條焊接不完全，造成接觸不良，時(shí)通時(shí)斷，通過EL測(cè)試可看出虛焊區(qū)域柵線附近較亮，其他區(qū)域正常。

3.短路：由于某種原因，致使電池片的正負(fù)極在電阻非常小的情況下相互連接的非正常通路，通過EL測(cè)試可看出短路處完全不發(fā)光。

4.缺角/碎角：通過EL測(cè)試可看出碎角區(qū)域呈現(xiàn)黑色區(qū)域，外觀檢驗(yàn)時(shí)也可明顯看出缺損.

四、結(jié)語

金剛線切多晶硅組件作為目前一個(gè)市場(chǎng)趨勢(shì)，要求我們?cè)谏a(chǎn)過程中用高品質(zhì)的原材料、高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)環(huán)境、成熟的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量管理和質(zhì)量控制、高素質(zhì)的操作人員生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，并且需要不斷的改進(jìn)和提高加工工藝、加強(qiáng)創(chuàng)新力度，提高技術(shù)含量、重視管理細(xì)節(jié)，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品才經(jīng)得起市場(chǎng)和客戶的考驗(yàn)，才能讓企業(yè)立于不敗之地；

[1]劉祖明，李杰慧，廖華等，晶體規(guī)太陽電池制造技術(shù)新進(jìn)展[R]．第八屆光伏會(huì)議論文集[C]．2004：800-815．

[2]趙玉文，林安中．晶體硅太陽電池及材料．太陽能學(xué)報(bào)特刊，1999：97-104．