组件工艺流程及常见异常处理

1、,组件工艺流程及常见异常理,1,太阳电池及组件的基本知识,太阳电池的结构和基本原理 太阳电池的分类 太阳电池组件的结构和基本原理 太阳电池封装的重要性 太阳电池封装的发展历程,2,硅片,电池片,发电应用系统,粗硅,高纯硅料,硅锭或硅棒,光电效应 1839年，法国物理学家A.E，贝克勒尔（A.E,Bequral）意外发现用两片金属浸入溶液后，当受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，称之为金属浸入溶液 的“光生伏打效应” 1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。,利用物理学的光生伏特效应（是一种量子效应）直接将太阳能光能转变为电能。当太阳光照射在太阳电池表面时，电池吸收光能，产生光

2、生电子空穴对。在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端分别出现正负电荷的积累，即产生“光生电压”，若在内电场的两端引出电极并接上负载，则负载中就有“光生电流”通过，从而获得功率输出。这种太阳能发电技术也称为光伏发电。,太阳电池的基本原理,太阳光发电的特点,优点 太阳光的能量是无穷无尽的 无污染的能源 无论规模大小，其发电效率几乎是相同的 能在用电的现场发电 即使是散射光也能发电 特点 入射能量较弱 输出取决于气象条件和入射光 输出是直流 没有蓄电的功能,单晶硅太阳电池通常是以P型硅为衬底，扩散n型杂质，形成如图所示的结构。为了收集电流，在P型衬底的下表面有银电极，电池上表面同样制作

3、银电极，接通两电极即能得到电流。,太阳电池的结构,太阳电池的分类,晶体硅太阳能电池 单晶硅（mono-crystalline Si） 多晶硅（multi-crystalline Si）,硅片生产流程,什么是太阳能电池组件（modules）？,实物图,截面图,钢化玻璃,EVA,背板,电池片,铝边框,接线盒,涂锡铜带,硅胶,电池封装的重要性,防止太阳电池破损 太阳电池易破碎 晶体硅呈脆性 硅太阳电池面积大 硅太阳电池厚度薄 防止太阳电池被腐蚀失效 满足负载要求，串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元 太阳电池的抗自然特性差 太阳电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减 太阳电池对紫外线的抵抗能

4、力较差 太阳电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏 太阳电池表面的金属化层容易受到腐蚀 太阳电池表面堆积灰尘后难以清除,电池封装的发展历程,第一代：室温硫化硅橡胶封装 第二代：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）封装 第三代：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）封装,太阳电池组件工艺过程及质量要求,15,组件生产工艺流程,14.包装入库,1.辅料准备,2.自动焊接,3.层叠敷设,5.层压,7.装框接线,8.固化,9.清洗,10.安规测试,11.功率测试,12.EL检测,13.品质检验,4.EL检测,6.外观自检,1、辅料准备,电池片分选,由于电池片有档次之分，如果将档次相差太大的电池片做入同一块组

5、件，会导致高档次的电池片在组件工作过程中不能彻底发挥其发电能力，从而造成浪费。,组件电池外观完好颜色均匀一致,颜色范围从黑色开始.经深蓝色、蓝色到淡蓝色，允许相近颜色，但不允许跳色，如从黑色到蓝色！,背板,EVA,基材为无氧铜或紫铜 表面镀锡，锡层总厚度50-55m 成分配比：63%Sn37%Pb或60%Sn40%Pb 常见厚度：0.23mm、0.25mm、0.28mm,透光率92%，含铁量不超过0.015% 机械强度大，机械载荷5400Pa 分类：镀膜与非镀膜 作用：保护电池片，提高组件机械强度,EVA是一种热熔胶联剂，当达到一定温度后，开始融化发生胶联反应，从线性结构转变为三维网状结构。

6、作用：将各种材料紧密粘结在一起，增强组件抗震能力；增强组件透光率；抗紫外线，提高组件抗老化性能力。,背板是由多层高分子薄膜组成的复合膜，主要由三层组成：含氟膜（或其它）+PET（或其它）+EVA粘结层（含氟或其它）。 外层具有优异的耐候性，中间层具有绝缘性和低透水性，内层具有反射性和粘结性。,背板裁切,温度：15-28 湿度：60RH% 裁切尺寸：L+（0-4） 尺寸点检3次/卷 备料数量600pcs 备料数量300pcs 备料开始使用时间 需要2h,EVA裁切,铜带裁切,温度：15-28 湿度：60RH% 裁切尺寸：L+（-4-0） 尺寸点检3次/卷 备料数量600pcs 备料数量300pc

7、s 备料开始使用时间 需要2h,温度：15-28 湿度：60RH% 裁切尺寸：L1mm 尺寸点检2小时/次 焊接拉力20N 焊接温度37010,辅料裁切控制点,互联条（涂锡铜带）,电池片,焊接后的电池片,串联为电池串,焊接的目的： 将涂锡铜带在一定温度下焊接到电池片主栅线上，再将焊接后的电池片串联起来成电池串，电池片产生的电流通过互联条进行收集。,1,2,2、焊接,单焊,串焊,电磁焊,红外焊,人工焊接： 1. 焊接效率低； 2. 人工成本高； 3. 需要人工裁切焊带； 4.焊接质量差，出现虚焊、焊偏、堆锡、锡渣等不良。,自动焊接： 1.焊接速度快（1800pcs/H）； 2.提升焊接质量； 3

8、.使用卷轴焊带，无需人工裁切。 4.所需人工数量较手动焊接少。 焊接方式： 电磁焊接（小牛、KOMAX） 红外焊接（奥特维、先导）,传统人工焊接,自动化焊接,焊接控制点,小牛焊接机：190-210 奥特维焊接机：190-220 手工焊：单焊340串焊35010,单点1.3N/单根栅线均值1.5N 连续不合格点数2个 总不合格点数5个 6小时/次/台,偏移背电极W0.8mm,L30mm,N2根； 主栅线露白W0.30mm的忽略不计； 0.30mmW0.5mm，L15mm，1处/片； W0.5mm不允许,折弯长度1.0-1.6mm，折弯高度0.2+0.02mm；片间距2mm时，折弯点离电池片边缘0

9、.2-0.5mm；片间距3mm时，折弯点离电池边缘0.7-1mm,焊接温度,焊接拉力,焊接偏移,折弯要求,铺设过程示意图,铺设次序示意图,EVA铺设,电池串铺设,焊接,铺设隔离,铺设背板,完成,3、层叠,温度15-28 湿度60RH% 焊接温度37010 点检频率2小时/次,焊带不超出汇流条 串间距符合要求 呆滞时间4小时 检查背板面 粘贴条码 填写流程卡信息,作业前,01,作业过程,02,作业完成,03,层叠控制点,串错位1mm 胶带长度20-30mm 焊带焊接长度3/4 EPE距玻璃3-5mm 焊接时间1-3s 焊接拉力5N,EL测试原理： 通过外部给晶硅组件施加正向偏置电压，直流电源向晶

10、体硅太阳电池注入大量非平衡载流子，促使电池片内部电子和空穴不断地复合发光，放出光子，再利用CCD相机捕捉到这些光子，通过计算机进行处理后以图像的形式显示出来，员工根据图形可以清晰辨别电池片内部缺陷。,混档,隐裂,隐裂,污染,破片,短路,虚焊,断栅,4、EL测试,EL测试控制点,负载电流5-9A,负载电压35-55V,空载电压55-75V,EL判定标准 1. 隐裂/短路/虚焊不允许 2.断栅面积10%，数量20pcs 3. 混档不允许 4.亮片不允许 5.看不见电池纹路的黑斑片不允许,第一阶段：上室抽真空、下室抽真空排出层压机和组件内部空气，EVA受热融 化。 第二阶段：上室充气，下室抽真空硅胶

11、板下沉压平组件，组件保压胶联。 第三阶段：上室抽真空，下室充气开盖出料，层压完毕。,5、层压,层压控制点,层压参数,外观检验,削边,边框注胶,接线盒灌胶,接线盒安装,组框,铝边框的作用： 提高组件支撑强度； 2. 保护组件玻璃边角，防止湿气浸入； 3. 便于组件固定安装。,6、装框,装框控制点,打胶,组框,装线盒,灌胶,胶量点检2小时/次 10min使用完 空胶距离8mm 硅胶量覆盖2/3胶槽,A面间隙0.3mm A面错位0.3mm C面间隙0.8mm C面错位0.5mm 对角线差值2mm 尺寸公差1.5mm,拆包数量10个 胶量要求 JK06A 305g JK06D/ E205g 溢胶宽带3

12、-10mm 胶量点检2小时/次 焊接面积85% 加锡焊接,表干点检2小时/次 配比点检12小时/次 胶管更换4小时/次 互检焊接情况 胶量要求JK06A 505g JK06D/E 355g,装框胶量要求,层压板与铝边框的组装,要求具有良好的粘接力和机械强度，在承受外力作用下，具有一定的形变和位移能力；另外还要求具有良好的密封性，阻隔水汽渗透。,要求具有足够的粘接力，耐候性强，长期使用线盒不脱落。,要求具有良好的流动性和脱泡性，固化后，要求绝缘性好，导热性强。,接线盒与背板粘接,接线盒灌封,单组份硅胶,双组份硅胶,注：硅胶的固化需要吸收空气中的湿气，环境温度越高、湿度越高，固化速度越快，固化深度

13、由外向内逐渐加深。,7、固化,打磨边框棱角,增加玻璃面透光率,增加外观清洁,清洗作用,清理边框和背板面上的残留硅胶和异物。,清理玻璃面残留EVA和硅胶，保持玻璃面洁净无异物遮挡。,由于组件在前道工序生产过程中玻璃面、背板、边框上沾有EVA、硅胶、异物等污渍，影响组件外观。,使用锉刀打磨边框棱角，使棱角光滑无毛刺。,8、清洗,固化清洗控制点,4小时固化,6小时固化,9小时固化,温度：252 湿度：75-95%RH,固化 不同温湿度对应着不同的固化时间要求,温度：252 湿度：40-75%RH,温度：252 湿度：40%RH,耐压测试,绝缘电阻测试,接地连续性测试,测试目的：给组件施加3600V高

14、电压，保持一定时间，测试组件漏电流的大小，测量要求漏电流不超过50A 测试条件：电压3600V、测试时间1S、升压时间8S,测试目的：给组件施加1000V电压，测量组件中的载流部分与组件边框或外部之间的绝缘是否良好，测量标准电阻不小于27M 测试条件：电压1000V、测试时间1S,测试目的：给组件施加37.5A电流，测试组件接地点与边框间的导通状态，测试标准电阻小于0.1 测试条件：电流37.5A、测试时间5S、电阻上限100m,测试期间，不允许裸手接触组件，必须佩戴绝缘手套和绝缘垫！,9、安规测试,测量电性能参数确定组件的档次,确定组件的等级,给组件分档方便客户安装,模拟太阳光,10、IV测

15、试,测试控制点,电压3600v 升压时间8s 测试时间1s 漏电流50A,耐压测试,绝缘测试,接地测试,IV测试,标板温度251 组件温度252 3A认证 光强1000W/,电压1000V 升压时间2s 测试时间1s 电阻27M,电流37.5A 测试时间5s 电阻0.1,监控要求 0.3-0.8%以内校板 0.3%以内无需校准 0.8%以外2小时组件返工,便于储存,便于运输,11、包装,包装控制点,周转托盘组件放置数量： 156/60P、125/72M26pcs；156/72P/M25pcs,一体式包装需在底部增加25mm厚的泡棉,系统条码录入必须扫玻璃面条码,打包带数量/隔离木板/缠绕膜/电

16、流分档/包装数量,M1,M2,M4,M3,现场工艺异常处理OCAP文件,汇流条拉力不合格 焊接拉力不合格 交联度异常 灌封胶表干异常 安规测试异常 IV测试监控异常 FQC溢胶不良,41,1、汇流条拉力不合格,产线每班提供两次汇流条给IPQC进行拉力测试，拉力测试包括汇流条与汇流条和汇流条（20N）与互联条的焊接拉力（5N）测试。 IPQC进行测试将测试结果记录于IPQC前巡记录表，若拉力测试不合格，需要二次抽样测试，复测不合格则需对异常发生前6H时间段内生产的组件进行隔离，复测合格组件正常流转 工艺人员、设备人员接到IPQC/PQE的反馈后15分钟赶到现场，根据拉力测试过的汇流条状况进行异常

17、的分析确认，给出临时围堵措施；并由工艺人员同时进行问题排查，具体排查顺序分为：人员操作问题、工艺参数问题、设备问题、材料问题。,组件处理流程：由品质人员对前6H所生产的组件做好标示后全部隔离至仓库 隔离的组件的处理办法如下： 品质和工艺应对组件进行再次确认，防止合格组件被隔离， 品质IPQC对已隔离的组件随机抽取2pcs组件进行扒皮，进行拉力复测，测试合格则所有组件可以正常出货 否则需再次随机抽取2pcs组件进行TC-200测试并由实验室出具报告； 若TC200全部测试合格，则所有组件降瓦转库处理，否则全部组件作降级处理。,2、焊接拉力不合格,生产部上班开机前提供产线所使用的电池拉力测试样片给

18、IPQC与产线共同确认焊机机台号 制作样片使用栅线完整的原损电池片，正面反面均焊接，每台机器样片共2片 IPQC进行测试，拉力测试不合格，需在调试前加抽2片电池片进行复测，若复测不合格，则需对该机台当班生产的组件进行隔离； 工艺人员、设备人员接到IPQC/PQE的反馈后15分钟赶到现场，根据拉力测试过的汇流条状况进行异常的分析确认，给出临时围堵措施；并由工艺人员同时进行问题排查，具体排查顺序分为：人员操作问题、工艺参数问题、设备问题、材料问题。,组件处理流程：由品质人员对前6H所生产的组件做好标示后全部隔离至仓库 隔离的组件的处理办法如下： 品质和工艺应对组件进行再次确认，防止合格组件被隔离

19、隔离的组件随机抽取3pcs分别作HF10、TC50和热斑测试，全部测试合格，组件进行会签确认后放行 任一项测试不合格，组件全部降级处理。 对于进行可靠性测试的组件需由品质部提供电池片拉力测试数值，数值应包括拉力测试最大值、最小值、平均值等信息。,3、交联度异常,IPQC制作交联度样品，实验室取样测试并发出交联度数据报告 若出现交联度不合格机台，立即通知生产部对异常机台进行停机，并将异常信息提供给技术工艺部和设备部进行分析， 待工艺和设备人员对异常机台调整后复测 工艺人员、设备人员接到实验室人员的反馈后15分钟以内赶到现场，根据交联度实验数据对异常机台进行分析确认，并要求IPQC人员重新制样送往

20、实验室复测；,组件处理流程：品质和工艺应以24h为一个阶段对该层压机所生产的组件再次进行阶段性确认，防止合格组件被隔离。 隔离的组件处理办法如下： 随机抽取2pcs做交联度和剥离强度实验，实验室12h内出具报告，测试结果合格后，所有组件可以正常出货 测试失败，随机抽取3pcs组件分别做TC50、HF10和DH1000测试，测试均合格，则组件进行会签后放行，否则组件作降级处理。,4、灌封胶表干异常,产线每2小时进行一次灌封胶表干测试，由品质IPQC每6小时对灌封胶配比进行检确认，两项检验确认合格后，进行正常灌胶作业，灌胶表干点检或配比点检不合格第一时间通知工艺部门分析确认。 工艺人员接到生产或品

21、质人员的反馈后15分钟以内赶到现场，对表干不合格的灌封胶进行分析确认，同时进行问题排查。品质人员对表干测试前2 小时的组件进隔离。,不合格往前追朔前2小时所有生产组件进行比例为10%抽样测试，抽样检测发现不合格品，此2小时内生产所有组件返工处理。 抽样检测方法为： 对线盒内的灌封胶进行目视外观检验，表面有存在气泡或杂质残余均视为不合格。 检验人员戴好手套使用手指按压灌封胶面，有胶溢出视为不合格。 返工注意事项： 如返工过程中划伤到线盒内部二极管必须更换组件线盒。 对灌封胶进行表干测试合格后，重新对线盒进行灌胶。,5、安规测试异常,作业人员穿戴好安全用具(绝缘鞋耐5-12kv、绝缘手套5-12k

22、v)，测试工作区域铺放好绝缘垫。 组件在进入测试轨道前，组件边框安装好专用测试工装，确保工装无松动。 测试过程中若出现不合格报警，作业人员及时报告班组长，由班组长通知设备/工艺人员进行排查，排查过程产线不得进行生产，问题解决后产线恢复正常作业。,组件处理流程 品质部需要对当班测所有组件进行隔离，生产部需将当班生产的组件进行重新测试 隔离的组件处理办法如下： 品质和工艺应对组件进行再次确认，防止合格组件被隔离 对于安规测试不合格组件，生产必须对当班生产的组件进行重新测试 重测仍不合格，组件进行会签后再行处理,6、IV测试监控异常,标板温度控制在251，测试组件温度控制在252，测试区域温度255、湿度60% 组件测试和监控，校板公差为0.8%，品质部每隔2h对功率测试仪进行功率数值监控，监控公差为0.3%。 组件每2h监控期间，0.3%无需校板，在0.3%-0.8%之内，需重新校准超过0.8%，则判定为异常，品质需对2h内对应异常功率测试仪测试的组件进行隔离 工艺人员接到IPQC/PQE的反馈后15分钟内赶到现场，根据测试异常的状况进行异常的分析确认，并同时进行问题排查，排查完后通知相关责任部门人员到现场协助排查；具体排查顺序分为人员操作问题、环境参数问题、设备问题、标板问