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太阳电池封装技术
发表于:2012-04-21 11:36:55
来源:shine magazine/光能杂志作者:shine magazine/光能杂志

在这里关于封装方面主要有两个方面的问题,技术上的和管理上

第一部 技术

技术上整体分成几个部分:备料准备单片焊接--串联焊接层压准备层压总装成品检测包装入库

1. 备料

i. 焊带

焊带的包装主要分成两种,轴式和盘式。其中轴式有利于自动化机械焊接。目前的趋势是盘式越来越少。

焊带的要求:基材厚度一定在1.5mm以上,加上锡层后要达到1.22-1.25mm。这是热循环试验决定的,在热循环试验中,焊带长期的涨缩而导致应力的周期性变化,如果基材厚度不够就会导致断裂。另外锡层厚度不够会导致虚焊。

国外品牌有奥伯瑞(美国)和三光(日本)

常见的缺陷:蛇形弯(导致焊接好的电池不是一个直串,影响外观),表面有颗粒,涂锡不均(缺锡的地方容易导致虚焊)。

ii. EVA

在采用新的品牌时一定要事先做好试验,主要是双85 的老化试验。双851000小时的实验(约四十一天半时间)大致对应于10年的使用寿命。

生产方法有流延法和压延法:流延法制作的EVA一般厚度不均,性能不稳定,日本的solar EVA就是采用这种工艺。压延法制作的EVA厚度均匀性,稳定性好于流延法。

国外的有日本bridgestone solar EVA, 国内的有杭州福斯特,中华,斯威特。

常见缺陷:破损,污渍,杂物等。

iii. TPT/TPE

作用是抗氧化,防水汽渗透。要求是氧气、水汽透过率低,电绝缘好,与EVA粘结性好。

PET。对于日本来说,因为杜邦公司不给他们提供TPT,所以他们的备办很多都是采用双层PET或其他PET相关的材料,也能通过TUVUL认证,符合IEC标准。

TPE中的EVA与密封用的EVA成份不一致,性能差别比较大。最明显的是能附着在PET上,使背板与密封EVA产生良好的粘合。同时这种EVA也很容易在空气中老化,所以TPE 的储存时间不能过长。稳定性不如TPT

iv. 表面毡

表面毡是由玻璃纤维编织而成的材料,用来在层压时固定太阳电池片。山东有一家生产的表面毡比较好

这种材料在固定电池片方面有非常良好的效果,但是最明显的缺点是容易引入杂物,影响组件的外观。

目前很多厂家采用热熔胶带纸来代替表面毡。

2. 准备

3. 单片焊接

i. 电池分选

注意颜色的深浅,分出类别

有缺陷的电池片:缺角,崩边,断栅,少栅,电极氧化,背电极银浆不均,背电极有颗粒,色彩不均,脏污

ii. 手工操作过程要戴手套,指套,注意不要用棉纱手套,手套上的纱线也是一个污染源

iii. 控制焊接温度和时间和顺序,降低碎片率,尤其是减少暗裂

焊接前在加热台上电池片预热,约50度,减少电池片受到电烙铁热冲击时的内应力是减少碎片率最有效的方法。

焊接温度360-380。一定要控制电烙铁的温度,温度精度控制的越好,焊接效果越好,暗裂和碎片越少。建议的电烙铁是由厦门一家生产的SSD-2000A型的电烙铁。因为该烙铁采用的是两点式控制,这样可以更好地控制烙铁与电池接触点的温度。据经验,温度控制好了以后可以将碎片率降到0.3%以下。

总的焊接时间,5寸不要大于5s6寸不要大余6s

iv. 焊接的手法

焊接时应该先熔锡,再走烙铁,走动要均匀

焊接56寸的大电池片时,从上到下焊;小电池片要从左到右横着焊

焊接时不要把焊带焊到电池的边缘,这样在焊锡熔化时,锡珠有可能是造成短路

焊接最容易产生的问题是虚焊(增大了串联电阻)和裂片

4. 串联焊接

i. 焊接也要预热,焊接好以后再检测一下电路是否畅通。

5. 层压准备

i. 清洗玻璃

第二部 裁剪EVATPT时一般EVA需剪两块且比玻璃四周大5mm8mmTPTEVA5mm10mm.TPTEVA四周大1cm.必须注意的是因为有些厂家生产的EVA有纵向收缩问题。所以裁剪时纵向必须多裁5cm防收缩。裁好后平放四小时再层压可减少收缩程度。

叠层

i. 搬运,注意手不要压住电池片

1. 层压

i. 层压机性能。

产能

温度的均匀性和精度。需要实际的测量和监测,不能依赖于显示值。

应急处理措施,包括断电,断气以及安全事故等

ii. EVA的交联度,75-85之间。太高会导致粘结力下降,太低对导致防水性下降。另外因为使用过程中EVA还会继续交联,所以交联度不宜太高。层压过程中,竹山附近的EVA一般交联度较高,在老化实验室容易出现脱胶,出现白色斑点。

iii. 层压工艺

二次固化工艺。这种工艺可以减少层压机的使用时间,有利于增加产能。但是具体工艺参数要有所区别。

分段层压。指的是加压过程分成几个阶段。这样可以减少气泡;降低破损率(这是对有一定层压经验的人而言的)从而提高组件的性能,原因不详。

2. 总装

i. 销边。注意不要使EVA脱粘即可。

ii. 边框。主要是不要划伤氧化层,影响外观。

iii. 接线盒。

采用PPO材料,但是外壳和内部的要求是不一样的。因为内部存在旁路二极管的发热问题。普通接线盒耐温150度左右,实验室能达到耐温200度。

对于二极管的使用个数,建议为18片电池一只二极管(季良骏)。

二极管的选择:

a) 肖特基二极管:可以承受较大的电流,建议在200W以上的组件采用

b) 常规二极管

从接线盒引出导线的螺丝一定要一次到位,不要重复拧。因为里面的橡胶密封材料拧动一次以后就成型了,如果反复拧动,就会留有空隙,降低密封性,可能会渗水等。

在给接线盒打胶时,一定要打满,确保不会渗水。

3. 成品检测

i. 在测试时,最好在组件温度稳定后,在保温间内25/2度的条件下测量。

4. 包装

5. 入库

其他:

电池组件镀膜

使用镀膜玻璃可以增加组件的功率,大约有12个百分点,这种增加是暂时的,因为现在减反射膜层的技术不过关,只能保持几年的时间,但这对于电池厂是有好处的。因为现在的组件的出厂时是按照功率分级,分级是按照一批产品的功率下限。镀膜以后可以有效增加组件的初始功率,提高级别。

组件的修复

对于层压后发现问题的组件,可以进行修复,修复时需要重新层压,这时的层压时间和温度应小于首次层压时的参数。因为,二次层压后,未出现问题的部分的EVA的交联度就会变得很高,超出合适的范围。

第三部 管理上

作业文件。将各项工艺,定量化,标准化,简单的表述出来,能让操作工人很容易掌握。

分选,焊接,备料,层压,剪边,装框等各段工艺的人员,机械配置。

关键词: 焊带 EVA TPT/TPE 表面毡
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