组件生产工艺简介
组件线又叫封装线,封装是太阳能电池生产中的关键步骤,没有良好的封装工艺,多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证,而且还增强了电池的抗击强度。
光伏组件生产工艺与原材料介绍
1,电池分选
由于电池片制作条件的随机性,生产出来的电池性能不尽相同,所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起,所以应根据其性能参数进行分类;电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类。以提高电池的利用率,做出质量合格的电池组件。
2,单焊
是将汇流带焊接到电池正面(负极)的主栅线上,汇流带为镀锡的铜带,焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
光伏组件生产工艺与原材料介绍
3,串焊
背面焊接是将N张片电池串接在一起形成一个组件串,电池的定位主要靠一个膜具板,操作者使用电烙铁和焊锡丝将单片焊接好的电池的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上,这样依次将N张片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
4,叠层
背面串接好且经过检验合格后,将组件串、玻璃和切割好的EVA 、背板按照一定的层次敷设好,准备层压。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置,调整好电池间的距离,为层压打好基础。(敷设层次:由下向上:玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板)。
5,组件层压
将敷设好的电池放入层压机内,通过抽真空将组件内的空气抽出,然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起;最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步,层压温度层压时间根据EVA的性质决定。
6,修边
层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边,所以层压完毕应将其切除。
7,装框
给玻璃组件装铝框,增加组件的强度,进一步的密封电池组件,延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。
8,粘接接线盒
在组件背面引线处粘接一个盒子,以利于电池与其他设备或电池间的连接。
9,组件测试
测试的目的是对电池的输出功率进行标定,测试其输出特性,确定组件的质量等级。
10,高压测试
高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压,测试组件的耐压性和绝缘强度,以保证组件在恶劣的自然条件(雷击等)下不被损坏。
二、电池组件的主要原材料
1,钢化玻璃
光伏组件生产工艺与原材料介绍
采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃),采用厚度为3.2mm±0.2mm,钢化性能符合国标:GB9963-88,或者封装后的组件抗冲击性能达到国标 GB9535-88 地面用硅太阳电池组件环境实验方法中规定的性能指标,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上,对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃两表面。

用作光伏组件封装材料的钢化玻璃,对以下几点性能有较高的要求 

a). 抗机械冲击强度 

b). 表面透光性 

c). 弯曲度 

d). 外观

EVA 晶体硅太阳电池封粘材料是EVA,它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物 

2,EVA
晶体硅太阳电池封粘材料是EVA,它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物 。EVA具有优良的柔韧性,耐冲击性,弹性,光学透明性,低温绕曲性,黏着性,耐环境应力开裂性,耐侯性,耐化学药品性,热密封性。

EVA是一种热融胶粘剂,常温下无粘性而具抗粘性,以便操作,经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化,并变的完全透明,长期的实践证明:它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果。 

固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性,它将晶体硅片组“上盖下垫”,将硅晶片组包封,并和上层保护材料玻璃,下层保护材料TPT(聚氟乙烯复合膜),利用真空层压技术粘合为一体。

另一方面,它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率,起着增透的作用,并对太阳电池组件的输出有增益作用。

3,TPT
TPT(聚氟乙烯复合膜),用在组件背面,作为背面保护封装材料。厚度0.17mm—0.35mm,纵向收缩率不大于1.5%,用于封装的TPT至少应该有三层结构:外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力,中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能,内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。封装用Tedlar必须保持清洁,不得沾污或受潮,特别是内层不得用手指直接接触,以免影响EVA的粘接强度。

太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。当然,此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。另外还能增强组件的抗渗水性。对于白色背板TPT,还有一种效果就是对入射到组件内部的光进行散射,提高组件吸收光的效率。

4,互联条与汇流条
互连条与汇流条即涂锡铜合金带,简称涂锡铜带或涂锡带。分含铅和无铅两种,其中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性,是涂锡带发展的方向。无铅涂锡带是由导电优良、加工延展性优良的专用铜及锡合金涂层复合而成。具有如下特性:

1、 可焊性好; 

2、 抗腐蚀性能好; 

3、 在-40゜C至+100゜C的热振情况下(与太阳能电池使用环境同步),长期工作不会脱落。

5,铝金属边框
铝合金边框主要作用有: 

a) 保护玻璃边缘 

b) 铝合金结合硅胶打边加强了组件的密封性能 

c) 大大提高了组件整体的机械强度 

d) 便于组件的安装,运输。

6,接线盒
组件电池的正,负极从TPT引出后需要一个专门的电气盒来实现与负载的连接运行。

接线盒应由ABS或PPO工程塑料注塑制成,并加有防老化和抗紫外辐射剂,能确保组件在室外使用25年以上不出现老化破裂现象。接线柱应由外镀镍层的高导电解铜制成,能确保电气导通及电气连接的可靠。接线盒应用硅橡胶粘接在TPT表面,并用锣丝固定在铝边框上。

接线盒的IP等级 

组件用接线盒IP等级最低要求为IP65。 

解释:IP65防护等级体系
IP 表示Ingress Protection(进入防护)。
等级的第一标记数字如IP6_ 表示防尘保护等级 (6表示无灰尘进入,
第二标记数字如IP_5 表示防水保护等级 (5 表示防护水的喷射)

资料来源:SolarTRIZ太阳能创新学苑

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原文始发于微信公众号(光伏产业通):光伏组件生产工艺与原材料介绍

作者 li, meiyong

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