太陽能電池組件隱裂在清裝工序中的控制

周健平 湯偉寧

西安黃河光伏科技股份有限公司 陜西 西安 710043

名詞解釋：隱裂——隱裂是太陽能電池組件的一種不良現(xiàn)象。被EVA 封裝后的組件內(nèi)電池片出現(xiàn)肉眼無法觀察到的細微的裂縫。會影響整個組件的電流輸出,降低組件的輸出功率。

一、自動化線組件主要生產(chǎn)工藝流程

電池片分選——自動串焊——疊層、EL——層壓——清洗裝框和加濕固化——電測、EL——包裝自動化生產(chǎn)線的組件生產(chǎn)從電池片分選開始,在層壓工序前,通過EL測試儀的觀察,還可以將隱裂的組件及時發(fā)現(xiàn)并進行返工,一旦經(jīng)過層壓工序,組件已經(jīng)經(jīng)過封裝,之后產(chǎn)生的隱裂的成本逐漸加大,尤其是到包裝環(huán)節(jié),屬于成品,再發(fā)現(xiàn)隱裂已經(jīng)造成既成事實,隱裂造成的成本巨大,所以,正確的方法是對易產(chǎn)生隱裂的工序進行重點控制,才能盡可能地降低隱裂的產(chǎn)生。

二、生產(chǎn)過程中隱裂產(chǎn)生的原因分析及措施

由于組件生產(chǎn)各個工序均有造成組件隱裂的可能性,以某太陽能光伏公司組件生產(chǎn)線一個班的生產(chǎn)數(shù)量統(tǒng)計為例,層壓前發(fā)現(xiàn)的隱裂還可以返工,所以本文所研究的是層壓后各道工序生產(chǎn)過程中造成的隱裂控制,經(jīng)過統(tǒng)計結(jié)果為：清裝隱裂數(shù)量占總隱裂數(shù)的95.43%,所以造成組件隱裂的癥結(jié)主要是清裝工序。

清裝工序的作用是為層壓好的半成品組件安裝鋁邊框和接線盒,并清洗組件表面粘附的EVA 溢膠以及組框時溢出的硅膠；送入加濕固化間內(nèi)放置10～12小時,等待硅膠固化。由于清裝工序是自動線流水作業(yè),傳輸設(shè)備的不平整和設(shè)備運轉(zhuǎn)時較大的震動,也會造成組件隱裂。

原因分析

1、組框機頂升、翻轉(zhuǎn)機吸盤不平整沖擊力大

經(jīng)過生產(chǎn)統(tǒng)計,共投入540塊組件,分別在組框前、后以及翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)前、后進行了4次EL測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)組框機組框后造成新增隱裂的組件33塊,占試驗件總數(shù)的6.11%；翻轉(zhuǎn)機在翻轉(zhuǎn)組件后造成新增隱裂的組件28塊,占試驗件總數(shù)的5.19%。

組框機頂升和翻轉(zhuǎn)機吸盤由于長期連續(xù)使用,出現(xiàn)磨損,導(dǎo)致頂升和吸盤出現(xiàn)高低不平,接觸組件時的沖擊力大小不一,造成組框和翻轉(zhuǎn)時組件平面變形而產(chǎn)生隱裂。

改善措施1：

首先用水平儀校準頂升的平面,將其四角誤差降低,然后用廢舊型材拼裝成“中”字形,將其以頂升為中心固定成一個平面,再在合適位置安裝12個皮碗,并與頂升上的4個皮碗用水平儀找平,不僅增加了頂升與組件的接觸面積,而且減小了組件在組框機內(nèi)上升和下落時所受到的震動。

改善措施2：

用水平儀分別校準吸盤的平面,調(diào)整固定吸盤的螺母,將吸盤找平。在翻轉(zhuǎn)機內(nèi)放入一塊玻璃,調(diào)整吸盤的吸附氣壓至剛好吸附住玻璃的程度。

2、線體傳輸單元之間間隙過大

觀察翻轉(zhuǎn)機后的兩組傳輸單元,發(fā)現(xiàn)前、后部傳輸單元的軌道不在一個平面上,組件在流水線上經(jīng)過這些間隙時,會產(chǎn)生下墜的動作,導(dǎo)致組件的玻璃面撞擊在線體的傳輸軌道上,可以看到組件平面明顯有變形的現(xiàn)象。隨線抽取100 塊組件,分別在上線傳輸前后進行了EL測試。結(jié)果出現(xiàn)新增隱裂組件3塊,隱裂率3%。

改善措施

調(diào)整傳輸單元的四個支撐腳,用水平儀校準傳輸單元的傳輸軌道,以利于組件的平穩(wěn)傳輸；降低組件在線傳輸時受到的震動；在間隙大的傳輸單元的兩端各加裝兩對滾輪,以防止組件進出翻轉(zhuǎn)機時,在傳輸單元間隙處與傳輸軌道發(fā)生磕碰。

實施效果檢查：

對線體傳輸單元改造后,可以看到組件在線體上傳輸時受到的震動很小,經(jīng)過兩個傳輸單元的間隙時組件運動也比較平穩(wěn),在線抽取了90塊組件,分別在翻轉(zhuǎn)后和下線后進行了線體傳輸?shù)腅L 測試對比,沒有發(fā)現(xiàn)新增隱裂組件。

3、托盤上組件放置過多

在生產(chǎn)中隨機抽取450 塊組件,裝好接線盒后,每個托盤上分別放置10塊、15塊、20塊,共30托組件,轉(zhuǎn)運至電測間測試EL,將這30托組件運回加濕間內(nèi)放置10小時,再重新測試EL。對比前后兩次測試的EL圖像,每塊托盤放置20塊的10托組件,測出新增隱裂組件7塊；每塊托盤放置15塊的10托組件,測出新增隱裂組件2塊；每塊托盤放置10塊的10托組件,未發(fā)現(xiàn)新增隱裂組件。

實施效果檢查

對2018年1 月至2018 年2 月的生產(chǎn)中的組件隱裂情況進行統(tǒng)計：

2018年1月產(chǎn)量：19298塊,組件隱裂數(shù)量：831塊,組件隱裂比率4.31%

2018年2月產(chǎn)量：17342 塊,組件隱裂數(shù)量：419 塊,組件隱裂比率：2.42%

可以看出,隱裂組件的比例大幅下降,2018 年2 月,清裝工序的組件隱裂比例已降至2.42%,通過上述的改善措施,組件隱裂的情況得到了大幅度的改善,降低了成本,產(chǎn)品優(yōu)等品率得到了明顯的提高。