非防溢膠邊框自動(dòng)溢膠效果工藝的探索

韓燕旭, 申 燕, 王華偉, 侯俊杰, 張 玲

(1.山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司，山西 長治 046000；2.山西長治平順縣平順中學(xué)，山西 長治 047400)

1 不同溢膠效果比較

為保證層壓板的密封絕緣，在光伏組件裝框過程中，需要保證溢膠效果。溢膠效果是指層壓板與邊框安裝槽的縫隙，用塞尺插入至接觸密封膠的深度不超過5 mm，同時(shí)，層壓板的背板面有密封膠均勻溢出，不允許有缺膠、氣泡、卷邊的現(xiàn)象，玻璃面不允許有硅膠。因此，需要對(duì)光伏組件裝框的溢膠工藝過程進(jìn)行控制，以達(dá)到溢膠效果。

目前，市場上的鋁邊框種類很多，不同的制造商生產(chǎn)的邊框種類不同，根據(jù)客戶的具體需求，因鋁邊框的細(xì)節(jié)差異產(chǎn)生的類別更不計(jì)其數(shù)[1-3]。目前，筆者所在公司常用的鋁邊框種類，主要包括以下兩種：正面防溢膠槽鋁邊框(見圖1)，該邊框設(shè)有防溢膠槽(箭頭所示)，這種邊框可防止在裝框時(shí)正面硅膠溢出，可使組件不因溢膠不均的原因而影響組件外觀。用正面防溢膠槽鋁邊框，基本可以達(dá)到良好的溢膠效果；普通防溢膠槽鋁邊框(見圖2)，由于這種邊框內(nèi)部內(nèi)擴(kuò)型槽口彎曲度很小(箭頭所示)，幾乎無“擠出硅膠”的“容身之處”，因此，普通防溢膠槽邊框也可稱為非防溢膠邊框。在自動(dòng)線使用非防溢膠槽鋁邊框時(shí)，溢膠效果非常不佳，易出現(xiàn)正/背面溢膠、背面缺角、鋸齒、卷邊等不良現(xiàn)象(見圖3～圖6所示)。

因此，在自動(dòng)化生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，非防溢膠邊框溢膠效果的工藝需要提升。

圖1 正面防溢膠槽鋁邊框 圖2 普通(非)防溢膠槽鋁邊框

圖3 正面硅膠溢出 圖4 背面硅膠缺失

圖5 背面硅膠鋸齒狀 圖6 背面硅膠卷邊

2 溢膠效果影響因素分析

2.1 安裝機(jī)理

安裝鋁邊框時(shí)，層壓件背面朝下、鋁邊框C面朝下(見圖7)，槽口方向朝向?qū)訅杭?，裝框機(jī)自動(dòng)施力，推動(dòng)邊框向?qū)訅杭苿?dòng)，使槽口“吃住”層壓件(見圖8)。同時(shí)，在鋁邊框內(nèi)涂好的硅膠，會(huì)沿層壓件邊緣進(jìn)行溢膠。溢膠效果的好壞肉眼可見。根據(jù)安裝機(jī)理查找影響溢膠效果的因素。

圖7 層壓件背面/邊框 圖8 槽口“吃住”層壓件C面朝下

2.2 邊框C面厚度

如圖9所示，兩種邊框C面厚度不同，與防溢膠邊框相比，非防溢膠邊框C面厚度偏薄，約1 mm。1 mm的差別，導(dǎo)致層壓件與槽口C面的相對(duì)間距就會(huì)增加1 mm，C面的膠量就會(huì)大大增加，導(dǎo)致玻璃正面硅膠大量外溢。因此，抬高裝框臺(tái)相對(duì)高度是改善溢膠效果措施方向之一。

2.3 涂膠角度

如圖10所示，需要用涂膠機(jī)對(duì)邊框進(jìn)行涂膠。因非溢膠邊框正面沒有溢膠槽，若膠嘴沿C面內(nèi)側(cè)進(jìn)行涂膠，玻璃正面極易溢膠。因此，膠嘴沿C面內(nèi)側(cè)對(duì)立面進(jìn)行打膠是改善溢膠效果措施方向之二。

圖9 兩種邊框C面厚度對(duì)比 圖10 膠嘴沿C面內(nèi)側(cè)對(duì)立面進(jìn)行打膠

2.4 涂膠量

膠量是影響溢膠效果的直接因素。硅膠量多，則溢出，而硅膠量少，則導(dǎo)致內(nèi)組件層壓件與邊框之間出現(xiàn)空洞。影響涂膠量的因素包括氣壓、膠嘴口大小、高速速度、涂膠速度、坐標(biāo)等。因此，對(duì)以上因素進(jìn)行交叉實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，是改善溢膠效果的措施方向之三。

3 工藝優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)討論

根據(jù)以上原因分析，得到以下工藝優(yōu)化措施：

1) 調(diào)整裝框臺(tái)相對(duì)高度；

2) 膠嘴沿C面內(nèi)側(cè)對(duì)立面進(jìn)行打膠；

3) 調(diào)整涂膠速度、高速速度；

4) 調(diào)整氣壓大小。

筆者所在公司所用膠嘴為定量不變。同時(shí)，涂膠角度統(tǒng)一采用沿C面內(nèi)側(cè)對(duì)立面進(jìn)行打膠的角度進(jìn)行涂膠。為了減少變量，統(tǒng)一高速速度為600 mm/s。以上3項(xiàng)因素為定量(可進(jìn)行微調(diào))，對(duì)裝框臺(tái)相對(duì)升高高度、涂膠速度、氣壓大小3組變量進(jìn)行交叉實(shí)驗(yàn)。

①固定裝框機(jī)增高高度0.45 mm，涂膠速度調(diào)節(jié)至390 mm/s，同時(shí)，氣壓值變?yōu)?.30 MPa；

②方案①基礎(chǔ)上，氣壓值變?yōu)?.25 MPa；

③方案①基礎(chǔ)上，氣壓值變?yōu)?.26 MPa；

……

⑧裝框機(jī)增高高度變?yōu)?.60 mm，涂膠速度調(diào)節(jié)至390 mm/s，同時(shí)，氣壓值變?yōu)?.30 MPa。

⑨方案8基礎(chǔ)上，涂膠速度繼續(xù)降至460 mm/s，氣壓固定為0.25 MPa。

……

以上實(shí)驗(yàn)即對(duì)影響非防溢膠邊框溢膠效果的因素進(jìn)行不斷調(diào)整，最終找到最佳配方。

4 結(jié)論

通過對(duì)“非防溢膠邊框自動(dòng)溢膠”工藝的不斷摸索，結(jié)合實(shí)際溢膠效果進(jìn)行微調(diào)，最終設(shè)定以下配方參數(shù)：裝框臺(tái)相對(duì)升高高度0.9 mm、短邊框涂膠速度500 mm/s、長邊框涂膠速度480 mm/s、氣壓0.26 MPa，此參數(shù)下基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溢膠效果(效果見圖11、圖12)，解決了正面溢膠、背面嚴(yán)重缺膠、嚴(yán)重卷邊、嚴(yán)重鋸齒等問題。

圖11 背面硅膠均勻、光滑、無異常 圖12 正面無硅膠，干凈、美觀

由于非溢膠邊框本身的屬性缺陷，100%達(dá)到完美溢膠效果未能實(shí)現(xiàn)，實(shí)際生產(chǎn)過程中，不排除對(duì)個(gè)別組件進(jìn)行人工修正。這也是今后繼續(xù)努力的方向。本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的工藝參數(shù)，僅適用于本項(xiàng)目所涉及的邊框的安裝，針對(duì)其他不同型號(hào)的邊框，需區(qū)別對(duì)待。但是，本文所提到的原因分析思路、措施整改方向，為其他型號(hào)的邊框使用提供了思路和方法。