光伏产品工艺项目二课件

1、项目二分检与激光划片【项目描述】1.学会使用分选仪。2.学会排除激光划片机的常见故障。3.学会保养激光划片机。 4.学会激光划片的工艺操作【知识要点】1.熟悉电池片分检与等级划分标准。2.熟悉分检操作的规则与步骤。3.熟练掌握分选仪的操作流程。4.熟悉激光划片机的操作规程。5.熟练掌握激光划片机的使用与保养。任务一电池片分检与分选仪操作1.电池检测的条件与方法1)在不低于800lx的照度下距离电池3050cm的距离,目视方向垂直于电池片表面观察。2)拿取电池片时要轻拿轻放,125mm125mm的电池片保持在12片/s的检验速度,125mm125mm及156mm156mm的电池片,要一片一片地进

2、行检验。(1)颜色色差颜色色差如图2-1所示。图2-1颜色色差2.检验的项目 1)A级。 多晶电池片:单体电池的颜色均匀一致,颜色范围从蓝色开始,经深蓝色、红色、黄褐色到褐色之间允许相近色的色差(蓝色和深蓝色存在于电池上,但不允许跳色),主体颜色为深蓝色,单体电池最多允许存在两种颜色。2)B级。 多晶电池片:单体电池颜色不均匀,允许存在跳色色差,最多跳一个相近色(例如允许红色和褐色存在于单体电池上),主体颜色为蓝色-红色范围,单体电池最多允许存在三种颜色。3)C级。 多晶电池片:同一片电池允许颜色不均匀(蓝色深蓝色红色黄褐色褐色),允许存在跳色色差,同一片电池片上可以有大于等于两个相近色。图2

3、-2绒面色斑1)A级。把绒面色斑分成两种类型:发白色斑和淡蓝色斑,允许有轻微缺陷,缺陷部分的总面积占电池片总面积的10%,个数不超过3个。 发白色斑:由于存在蓝色到白色的跳色,故A级片绒面色斑中绝不允许有发白色斑,缺陷总面积占电池片总面积的030%,个数不超过5个,符合此标准的均为B级。2)B级。允许有轻微色斑、亮点、允许跳一个相近色,单体电池片允许存在3种颜色(例如蓝色白色、蓝色红色),色斑部分的总面积不超过电池片总面积的10%,个数不超过3个。3)C级。缺陷总面积超过电池片总面积的30%,或者个数超过5个(完全没有镀膜的片子也称为C级降级片)。(3)亮斑亮斑如图2-3所示。图2-3亮斑图2

4、-4裂纹、裂痕级针孔图2-5弯曲度A级:103mm103mm,弯曲度1.5mm;125mm125mm,弯曲度1.75mm;156mm156mm,弯曲度2.5mm。B级:103mm103mm,1.5mm弯曲度2.0mm;125mm125mm,1.75mm弯曲度2.5mm;156mm156mm,2.5mm弯曲度4.0mm。(6)崩边、缺口和掉角A级:其长度3mm,深度0.5mm,数量2处。B级:其长度5mm,深度1.0mm,数量3处。四角缺口应满足:A级:尺寸1.5mm1.5mm , 数量1处。B级:尺寸2.0mm2.0mm , 数量1处。图2-6需切角片需要注意的是,单晶A级和B级均不允许有三角

5、形缺口和尖锐形缺口,以上缺口均不可过电极(主栅线及副栅线)。125mm125mm电池片任一边角缺损面积18mm18mm;150mm150mm电池片任一边角缺损面积8mm8mm;156mm156mm电池片任一边角缺损面积14mm14mm。需要注意的是,多晶电池片超出了C级片的要求,直接作为缺陷片。A级:印刷位移偏差0.5mm,角度偏差0.3。B级:印刷位移偏差为0.51.0mm,角度偏差0.3。C级:印刷位移偏差1.0mm,角度偏差0.3。图2-7印刷偏移图2-8TTV(8)TTV(总厚度偏差)(见图2-8)A级:TTV的变化电池片标称厚度的15%。B级:TTV的变化电池片标称厚度的25%。C级

6、:TTV的变化为电池片标称厚度的15%25%。(9)铝珠、铝苞(见图2-9)A级:铝苞不论其位置,铝苞高度75m ,数量不限。B级:铝苞不论其位置,75m铝苞高度150m,数量不限。(10) 印刷图形印刷图形如图2-10所示。图2-9铝珠、铝苞图2-10印刷图形1)主栅线。A级:主栅线允许有轻微断线、缺失、扭曲、突出,断线和缺失面积不超过主栅线面积的5% ,扭曲、突出不超过正常位置的0.2mm,不允许有变色现象(烧焦、发黄)。新标准:主栅线粗细均匀,不允许有断线、缺失、扭曲以及突出。B级:断线和缺失面积不超过主栅线面积的10%,扭曲突出不超过正常位置的0.2mm,不允许有变色现象(烧焦、发黄)

7、。新标准:主栅线粗细均匀,允许有轻微断线,缺失面积不超过10% ,扭曲、突出不超过正常位置的0.2mm,不允许有变色现象(烧焦、发黄)。C级:断线和缺失面积不超过主栅线面积的20%,扭曲、突出不超过正常位置的0.5mm,允许有变色现象。新标准:主栅线、断线、缺失面积不超过主栅线总面积的20%,扭曲、突出不超过正常范围。2)副栅线。A级:副栅线允许粗细不均匀,存在宽度为0.130.18mm的副栅线,断栅线6条,断线距离2mm,允许有轻微虚印,缺失面积小于电极总面积的5% 。新标准:副栅线清晰,允许有两条主栅线间存在断线,断开数量3条,断开距离0.5mm ,不允许有任何虚印、粗点,不允许有变色现象

8、。 新标准:允许在两条主栅线间存在断线,断开距离为0.51mm的副栅线,断开数量为36条,允许有轻微虚印,面积小于副栅线总面积的5% ,不允许有变色现象。C级:允许粗细不均匀,存在宽度0.3mm的副栅线,断栅线10条,断线距离2mm,允许有轻微虚印,其面积小于等于电极面积的30% 。B级:允许粗细不均匀,存在宽度0.25mm的副栅线,断栅线10条,断线距离2mm ,允许有轻微的虚印,其面积电极总面积的10% 新标准:副栅线断开距离为12mm,断栅数量不限,轻微虚印面积小于电极总面积的30% 。3)背电极。A级:背电极允许有断线、缺失、扭曲、突出、断线和缺失面积不超过背电极面积的5%。扭曲、突出

9、不超过正常位置的0.5mm,变色面积不超过背电极总面积的5%。新标准:背电极图形清晰,粗细均匀,不允许有断线缺失、扭曲以及突出,不允许有变色现象。B级:背电极断线和缺失面积不超过背电极面积的10%,扭曲、突出不超过正常位置的1.0mm,变色面积不超过背电极总面积的5%。新标准:背电极断线、缺失面积不超过背电极总面积的5%,扭曲、突出不超过正常位置的0.5mm ,变色面积不超过背电极总面积的5%。C级:背电极断线和缺失面积不超过背电极面积的30%,扭曲、突出不超过正常位置的1.0mm,变色面积不超过背电极总面积的20%。新标准:背电极断线和缺失面积不超过背电极总面积的30%,扭曲、突出不超过正常

10、位置的1.0mm ,变色面积不超过背电极总面积的20%。4)背电场。A级:背电场完整,厚薄不均,允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场总面积的15%。新标准:背电场完整,厚薄均匀,不允许有缺失。B级:允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的10%,变色面积不超过背电场总面积的30%。新标准:允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场总面积的15%。C级:允许有缺失,缺失面积大于背电场总面积的10%,变色面积不超过背电场总面积的50%。新标准:允许有缺失,缺失面积大于背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场总面积的50%。5)粗点(见图2-11

11、)。图2-11粗点A级:粗点宽度0.18mm,个数2个。新标准:不允许有粗点。B级:粗点宽度0.25mm,个数5个。新标准:允许有粗点,粗点宽度0.18mm,个数2个。C级:粗点宽度0.3mm,个数8个。新标准:粗点宽度0.25mm,个数5个。6)缺陷片和报废片。缺陷片是指主栅线、副栅线或背电场超出C级降级片的要求,但仍有利用价值的片子。超出缺陷片要求的属于报废片。由于储存不当,造成电极氧化时,直接以报废片处理。7)异常原因。常出现的印刷图形异常的原因说明如下: 电极脱落(叠片):硅片与浆料没有形成足够的合金层,也就是说没有形成良好的接触。图2-12漏浆A级:漏浆单个面积0.50.5mm2,数

12、量3个。B级:漏浆单个面积1.01.0mm2,数量不限。C级:漏浆单个面积1.02.0mm2,数量不限。(12)外形尺寸A级和B级:例如:STF125s :边长(长宽):125mm125mm,直径150mm或者148mm或者165mm。STF125m :边长:125mm125mm。STF150n:边长:150mm150mm,直径203mm或者200mm。STF150m :边长:150mm150mm。STF156n:边长:156mm156mm,直径203mm或者200mm。STF156m :边长:156mm156mm。以上电池片尺寸精度为0.5mm。C级:尺寸精度1.0mm。缺陷片/报废片:超出

13、C级片要求的片子。1.操作岗位描述正确熟练操作测试设备,将低功率的电池片筛选出来,并将电池片按照功率进行详细的分类,保证组件的功率得到最优化的实现。2.分检操作步骤及要求 (1)工作准备开始挑选前,首先清洁分选台和检查本岗位所需物品,分选台上不得有本岗位以外的其他物品,戴好手套 。1)开箱。首先检查电池片的外包装是否完好,数量是否正确。如果发现电池片的包装上有明显的损坏迹象,应及时通知质检员进行确认。确认电池片的厂家及性能是否与生产指令单一致,发现问题立即通知领料人员。特别注意拿电池片时要轻拿轻放。2)开包挑选。开包挑选时应轻拿轻放,应注意电池片的数量是否正确,对于少片或是应力片等厂家原因出现

14、的电池片质量问题,应及时通知质检人员进行确认。3)选片。选电池片时,应用手拿电池片的侧面,避免电池片表面的减反射膜损坏。禁止一只手拿一叠电池片,另一只手从一叠电池片中一张张抽出进行检验。选片时手中只能有一张电池片。 取电池片时要轻拿轻放,此过程速度不可过快,以免碰碎电池片;挑选隐裂电池片时禁止采用扇摇或敲打电池片的方法。3.分选仪的操作步骤1) 打开主电源,打开负载的开关。2) 打开主控设备上的钥匙开关。3) 按住主控设备上的切换装状态开关,使分选仪的工作状态由“PAUSE”到“WORK”的工作状态。4) 打开计算机,并运行模拟测试程序。调整分选仪的探针的距离,使之与所测试电池片刻槽之间的距离

15、保持一致,让分选仪的氙灯空闪(分选仪的灯光谱不符合模拟太阳能的情况)510次,使用标准片校准分选仪,然后对电池片进行测试分选。 测试分选电池片前必须用标准电池片校准测试台。(1)检查从初选或者从划片处领来得电池片的数量和质量。5.操作注意事项(1)若测试仪的探针与所测试电池片的主栅线不对齐,可能导致所测试的电池片的功率与实际不符,甚至可能造成电池片的隐裂或裂片。1.按技术文件要求进行分档。2.不得裸手触及电池片。4.自觉互检内容 3.缺边角的电池片根据各厂家的“质量标准”进行取舍。 任务二激光划片操作1.激光划片机主机部分机械结构(见图2-13)图2-13主机部分机械结构2.电气柜(见图2-1

16、4)图2-14激光划片机的电气柜3.光学系统设计 光学系统设计(见图2-15)采用后聚焦方式,通过扩束镜扩束准直、远心透镜聚焦,设计达到最小焦点光斑直径15m,焦深200m。图2-15光学系统设计4.激光导光聚焦系统(见图2-16)图2-16激光导光聚焦系统=0.513.213.2(1.30.355)m=190m为使激光焦点尽量小,f(即工作距离)应尽量小;D(即扩束倍数)应尽量大。5.二维X/Y反射式扫描振镜(见图2-17)图2-17二维X/Y反射式扫描振镜=0.2550/100rad=0.125rad=7.2振镜系统的精度由静态精度、动态重复精度和控制器分辨率决定。1.划片操作岗位描述本工

17、序是以初检好的电池片为原材料,在激光划片机上编写划片程序,将电池片按要求的电性能及尺寸进行切割。2.划片操作所需设备及工装、辅助(工)器具(1)所需设备:激光划片机。3.材料需求初检好的电池片。4.个人劳保配置工作时必须穿工作衣、工作鞋,戴好工作帽、口罩、指套。5.作业准备(1)及时清洁工作台面、清理工作区域地面,做好工艺卫生,工具摆放整齐有序。6.划片操作作业过程(1)按操作规程打开划片机,检查设备是否正常。7.作业检查(1)检查电池片大小是否在公差范围内。1.切断面不得有锯齿现象。2.激光切割深度目测为电池片厚度的2/3,电池片尺寸公差为0.02mm。3.每次作业必须更换指套,保持电池片干

18、净,不得裸手触及电池片。任务三激光划片机的使用与维护1)切片时,切痕深度一般控制在电池片厚度的1/22/3 ,这主要通过调节激光划片机的工作电流来控制。如果工作电流太大,功率输出大,激光束强,可以将电池片直接划断,容易造成电池正、负极短路;反之,当工作电流太小,划痕深度不够,在沿着划痕用手将电池折断时,容易将电池片弄碎。2)光伏电池片价格较贵,为了减少电池片在切割中的损耗,在正式切割前,应先用待切电池片型号相同的碎电池片做试验,测试出该电池片切割时激光划片机合适的工作电流Io,这样正常样品的切割中按照电流Io工作,可以减少由于工作电流太大或太小而造成的切片损耗。3)激光划片机的激光束行进路线是

19、通过计算机设置XY轴坐标来确定,设置坐标时,一个小数点和坐标轴的差错就会使激光束路线完全改变,因此,在电池片切割前,先用小工作电流(使激光能被看清光斑即可)让激光束沿“测试图案”的路线走一遍,确认路线正确后,再调大电流进行切片。4)一般情况下,激光划片机只能沿XY轴方向进行切割,切割方形电池片比较方便,当电池片切割成三角形等形状时,切割前一定要计算好角度,摆好电池方位,使需要切割的路线在X或Y方向上。5)切割不同电池片时,如果两次厚度差别较大,调整工作电流的同时,注意调整焦距。6)切割电池片时,应打开真空泵,使电池片紧贴工作面板,否则将切割不均匀。【任务实施】1.激光划片机维护岗位描述正确熟练

20、操作激光划片设备,对激光划片机定期进行保养与维护,对划片机的常见故障进行检修与排查。2.激光划片机的用途用激光划片机来切割电池片是目前最为先进的工艺,它使用精度高、重复精度高、工作稳定、速度快、操作简单、维修方便。3.激光划片机设备主部件性能描述激光最大输出50W(可调)、激光波长为1.064m、切割厚度1.2mm、光源是用Nd:YAG晶体组成激光器、单氪灯连续泵浦、声光调Q、并用计算机控制二维工作台可预先设定的图形轨迹做各种精确运动。4. 部件分析 1)操作可分为外控与内控。2)计算机操作系统。有专用软件设立工作台划片步骤实现划片目标。3)电源控制盒。供应激光电源、Q电源驱动、水循环系统的输

21、入电源进行分配及自控,当循环水冷系统出现故障时,自动断开激光电源及Q电源驱动盒的供电。4)激光电源盒。点燃氪灯的自动引燃恒流电源。5) Q电源驱动盒。产生射频信号并施加到Q开关晶体,对激光进行有无控制和Q调制。6)激光系统。氪灯将电能转化为光能,在聚光腔内反射到Nd:YAG晶体棒上,输出镜与全反镜组成光谐振腔,使光振荡放入形成激光,经反射镜与聚焦镜,到达加工工件表面。当出现光谐振镜片偏差、腔内各光学器件端面污染或氪灯老化等现象时,会影响激光输出。7)调Q晶体。Q电源驱动盒输出射频信号至调Q晶体,对激光进行偏转或调制,控制激光输出或关断,以提高激光的峰值功率。当调Q晶体略偏移或调Q工作电源太小,

22、调Q效果会明显下降。8)水循环系统。激光划片机的冷却用水建议使用去离子水或纯水,并应保持其纯净。激光划片机电光转换率不超过3%,极大部分电能会以热能形式由水循环冷却带走。一旦无循环冷却用水会立即损坏激光器,水循环系统可提供本机水循环功能。无水或水路堵塞时,会立即输出关机保护信号给电源控制盒,切断激光电源盒供电,同时报警提示灯(红灯)亮,以警示用户,同时会有蜂鸣器发出蜂鸣声,以提示用户及时补充冷却用水。9)压缩机制冷系统。激光划片机采用优质变频控制压缩机制冷系统,可随时根据水循环系统中的水温变化来控制压缩机自动变频工作,使水循环系统中的水温能保持在一个极小范围内波动,从而保证激光划片机能长时间稳

23、定可靠的输出激光。一旦制冷系统出现问题,水温超出设备正常工作范围,本机报警提示灯(黄灯)亮,以警示用户及时检查。10)工件操作平台。接收计算机控制信号,对工件精确移动定位,同时输出激光控制信号确保激光对加工工件准确加工。 5.外控操作模式(开机步骤)1)确认紧急制动旋钮处于正常状态,打开电源开关。此时,报警提示灯(红灯)会点亮,以提示水路未循环:面板上的电源指示灯点亮。2)按住水循环启动按钮并持续几秒,可听到机器水循环启动的声音,此时报警提示灯(红灯)会熄灭。等待510s,冷却水充分循环后,水循环指示灯点亮。3)当水循环指示灯点亮后,启动制冷系统按钮,并等待制冷系统指示灯点亮。4)确认当激光电

24、源充电指示灯点亮后,按下激光电源的氪灯启动按钮。此时,可观察到氪灯电流显示表显示会暂时归零:此时氪灯延时56s后,激光电源会自动点燃氪灯,氪灯电流显示表会显示此时氪灯的电流为6.97.0A。5)按下声光电源启动按钮。6)启动计算机,调出划片操作程序。7)确认工作平台X、Y轴信号线连接无误,按下工作平台启动按钮。8)当工作平台复位自检正常,适当调节氪灯电流调节旋钮,使氪灯电流至合适数值,即可开始工作。9)工作结束,按上述程序逆向关机。【工作说明】1.严禁无水或水循环不正常情况下,启动激光电源和调Q电源。2. 不允许调Q电源空载工作(即调Q电源输出注意事项)3.出现异常现象,首先关闭激光电源和电源开关再行检查。4.请勿在氪灯点燃前启动其他组件,以防止高压串入。5.注意激光电源输出端(阳极)接线,以防止与其他电器间打火。6.更换氪灯