光伏組件加工工藝與質量控制

戈 鵬

（華陽新材料科技集團， 山西 陽泉 045000）

引言

光伏組件是把光伏電池片進行連接封存，該設備可以輸出直流電，但在最小狀態(tài)下無法將其分成兩部分之后在進行重組安裝。對于單體太陽電池片不能作為電源使用，而是要將它進行串聯(lián)或并聯(lián)之后才能使用，連接起來以后再將電池片封存形成光伏組件。光伏組件在太陽能發(fā)電過程中有效的將太陽能轉換為電能，發(fā)揮著重要的作用。

1 光伏組件產(chǎn)品影響因素

1.1 電池片原料因素

光伏組件在加工投入使用的時候對外宣稱使命壽命有限期為25 年，但實際使用2～3 年以后電性能一致性表現(xiàn)的非常差、功率減退的問題更加的突出，不能滿足使用壽命的要求。造成這一現(xiàn)象的主要因素為：電池片的質量不達標，在質檢方面沒有嚴格的把關；檢測和分檢的時候沒有按照相關的規(guī)定執(zhí)行，對執(zhí)行的標準玩忽職守。因此，在生產(chǎn)加工太陽電池組件的過程當中，由于太陽能電池的成本占有相當高的比例，所以在選材的時候要重點考慮那些高質量的電池片，為電池組件能夠保持高強度的一致性能奠定良好的基礎[1]。

1.2 加工工藝因素

在對電池組件焊接過程中，焊接的溫度和時間的控制尤為的重要，適宜的焊接溫度和準確的焊接時間保障了太陽能電池組件的質量。如果在焊接的時候出現(xiàn)溫度過低的現(xiàn)象，會直接影響著焊接的效率，造成焊接失敗。溫度過高，使電池片發(fā)生了變形，最后導致破裂。經(jīng)過多次實踐表明，單焊工藝的最佳焊接溫度為370～385℃之內(nèi)。比如說，在貼合過程中，組件內(nèi)的空氣被真空泵抽空之后，電池模塊的貼合質量會隨著加熱的溫度不斷變化，一旦出現(xiàn)溫度過低時，大大減弱了組件內(nèi)部材料的黏接強度。如果溫度出現(xiàn)偏高的現(xiàn)象，在很大程度上容易導致組件內(nèi)部材料的質量發(fā)生變異，終上所述，加熱的溫度在150～155℃之間最好。

1.3 生產(chǎn)環(huán)境因素

想要生產(chǎn)出高品質的組件產(chǎn)品，就要嚴格地把控好工作環(huán)境的正常溫度、所需的濕度以及干凈整潔的衛(wèi)生環(huán)境。比如，在國內(nèi)的很多組件加工企業(yè)，在對組件進行生產(chǎn)加工的過程中，大部分的加工程序都是人工進行操作的，非常容易引起人為污染，特別是在工藝方面要求極高，任何一項工藝都禁止裸手去碰觸電池。此外在生產(chǎn)設備上也需要很高的要求，設備最好是擁有現(xiàn)代化先進的科學技術含量，較強的穩(wěn)定性能。比如在覆膜過程中，覆膜設備性能的選擇是非常重要的，溫度控制精度小于1 ℃，溫度均勻性小于2 ℃，這樣才能有效地保障產(chǎn)品擁有過硬的質量[2]。

1.4 助焊劑因素

助焊劑的質量直接影響著組件的內(nèi)部腐蝕程度以及焊接點的接連狀態(tài)。大部分生產(chǎn)產(chǎn)商在選取助焊劑的時候，往往太過多的糾結在助焊劑的作用，忽略了助焊劑具有高度的腐蝕性。在焊接的過程中，助焊劑直接接觸到電池芯片表面的EVA，長時間的使用就會發(fā)生各種不同的問題。其正確的使用方法是選擇具有免洗功能的中性助焊劑，有效地獲取了更高的工藝需求，大大降低了殘留物的產(chǎn)生。

1.5 EVA 因素

一旦組件內(nèi)部EVA 表面出現(xiàn)大面積發(fā)黃、產(chǎn)生斑點，造成這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是因為組件內(nèi)EVA與其它物質發(fā)生了質變，歸根到底是因為EVA 的選取材料質量太差、生產(chǎn)工藝錯誤以及儲存的環(huán)境不恰當?shù)取Ｈ绻鸈VA 的關聯(lián)度性能太差，起伏不定，很容易導致組件在使用的過程中膨脹收縮，甚至還會增加電池接觸的電阻力，電池片出現(xiàn)裂痕及短路現(xiàn)象。經(jīng)過強光的直射，組件內(nèi)部的局部溫度快速的升高，電池有可能隨時出現(xiàn)爆裂，最終導致太陽能電池組件無法發(fā)揮作用。此外，光伏組件電性能的降低與EVA 的質量有著直接的關系。為此，在使用EVA 的時候，有必要加強嚴格控制儲存的環(huán)境，應置于恒溫、恒濕、黑暗、陰涼的環(huán)境當中，包裝被打開后要在24 h 之內(nèi)使用[3]。

2 光伏組件加工工藝

2.1 檢測電池片

檢測電池片的目的是檢驗電池片的外觀是否有刮痕、尺寸是否適中、翹曲度是否靈活等外在的條件，在特殊的光照條件下檢查電流的穩(wěn)定性，特殊的溫度條件下檢測電壓的穩(wěn)定性等，檢測時應使用專業(yè)性較強的檢測儀器和設備，要使儀器在反復檢測的過程中依舊保持1%以內(nèi)的精準度，來保障測量結果的準確性。

2.2 單焊電池片

單焊電池片就是把單獨的電池片進行焊接。一般來說，電池的正面，即有柵格線的一側，焊接有焊接帶。焊接時，先將焊接帶水平放置在蓄電池主柵線上，用左手壓住焊接帶一端的三分之一，另一端與第一柵線接觸（或工藝要求的位置）。正確的操作方法是用右手握住烙鐵，按左右方向或從上到下按壓烙鐵。具體方向以電池和焊錫帶的放置方向為標準。在此過程中需要注意的是，烙鐵頭的起點應超出單片機左緣0.5 mm，烙鐵頭的焊接表面應始終靠近焊條。最后，要保持焊接表面的光滑不能有瑕疵，另外還要保證焊接非常堅固，不存在假焊、毛刺、錫渣等。

2.3 串焊電池片

串聯(lián)焊接電池片的操作方法如下：一般情況下，在專用加熱平臺上進行甲焊，將單焊電池片的正面向下放置在平臺上，按壓電池片讓其與加熱平臺表面親密接觸，按照固定的間距，在用烙鐵將焊錫條從后一個電池焊到前一個電池的后電極。最后，在完成串焊的整個操作過程后要保持電池片外觀完整無暇，沒有任何的凸點和假焊，焊條依舊保持平整的狀態(tài)[4]。

2.4 層疊

對于不同的光伏組件模型，對重組部分的技術要求、覆膜方法和操作順序的要求也會有所不同。通常情況下把預先準備好的滿足工藝需求的鋼化玻璃放在疊加操作臺面上，將其絨面朝上。首先，將切割后的EVA 薄膜放在鋼化玻璃上并鋪平，在將EVA光滑的那一面與鋼化玻璃的絨面放在一起。在進行鋪設的過程當中，要注意根據(jù)具體工藝要求在四角處留下一定的毛坯（一般5 mm）。其次，將與組件板類型一致的定位模板放置在EVA 上。第三，根據(jù)模板定位正負極的提示，將電池組、背板切割條、EVA切割條正確放置在EVA 上。注意電池組、后板切割條、EVA 切割條的正負方向，根據(jù)具體要求，測量電池的距離。必要時可根據(jù)模板調整位置，然后取出裁剪好的匯流帶，按模板焊接，焊接完成后，應按工藝要求將條形碼粘貼在后板切割條或匯流帶上。最后，將切割好的EVA 和后板平放，并測量匯流帶引出線，以保證在后期安裝接線盒時，匯流帶的引出線滿足所需的長度要求。層疊材料示意圖如圖1 所示。

圖1 層疊材料

2.5 層壓

層壓所使用的設備稱為層壓機。其具體操作步驟如下；首先根據(jù)具體要求調節(jié)溫度，然后將四氟布（或其他能保護組件表面防止污染的防護材料）放置在層壓機的上料平臺上，放置好組件，再一次把四氟布蓋在上面，最后進行層壓手續(xù)操作。層壓的最終目的是層壓后的組件內(nèi)部不能含有破碎的芯片、出現(xiàn)裂紋、氣泡等，對層壓機內(nèi)部加熱平臺的溫度要定時測量，以此來保證平臺表面加熱溫度始終保持良好的穩(wěn)定性能。

2.6 安裝邊框和接線盒

根據(jù)組件的安裝要求，框架工藝有不同的要求。在框架內(nèi)填充硅膠，再將框架安裝好；組件周圍也有膠帶，然后再安裝框架。一般，產(chǎn)品大多是充滿硅膠，也就是說，大約1 mm 厚的硅膠穿孔的槽架，然后嵌入的組件和固定，最后的組件和框架的連接是均勻地涂上硅膠進行固定。

接線盒的安裝與接線盒的類型有關。通常的方法是在出線根部、接線盒周圍和出線孔周圍注射硅膠。根據(jù)工藝要求，將接線盒安裝在組件背面指定位置，將母線插入接線孔內(nèi)進行檢查。檢查連接母線的牢度，調整回流帶外露的位置，避免開路。如有需求，應在接線盒內(nèi)部填充膠水，增加密封性[5]。光伏組件安裝流程圖如下頁圖2 所示。

圖2 光伏組件安裝流程

安裝完畢后，應置于恒溫高濕環(huán)境中養(yǎng)護。一般濕度越高，固化速度越快。

3 結語

在對光伏組件生產(chǎn)加工的過程中，每一個環(huán)節(jié)都及其的重要，想要生產(chǎn)出高質量的產(chǎn)品就必須選取優(yōu)質的原材料、優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境、先進的生產(chǎn)技術、對產(chǎn)品的質量檢測一定要把好關卡，絕對不能濫竽充數(shù)，要定期進行專業(yè)的技術培訓，打造新型的技術人才。只有不斷強化自己，加強創(chuàng)新精神才能在日益激烈的競爭下立于不敗之地，為光伏領域的未來發(fā)展創(chuàng)建新的臺階，將光伏作用發(fā)揮到極致。