太阳电池组件基础知识培训

太阳电池组件

太阳电池组件定义太阳电池组件工艺简介太阳电池组件质量控制管理其他目录安装运输将非常困难耐候性能差，衰减将会非常迅速电极暴露在空气中非常容易氧化厚度越来越薄目前180um居多工作电压低仅0.5V左右，单片功率低硅太阳电池★因此,电池片需要做成组件后才可以使用!什么是组件???晶体硅组件定义4晶体硅组件定义5晶体硅组件定义A常规单多晶组件

C柔性晶体硅组件B双玻组件D透明非双玻组件6将一定数量的单片电池采用外串联的方式，通过内部联接后封装的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池组合装置，称为太阳电池组件。“三明治”的封装结构成为晶体硅太阳电池的主要结构形式。太阳电池组件太阳电池方阵太阳电池晶体硅组件定义太阳电池组件分类太阳能电池按其所用原料不同可以分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池、染料敏化电池和有机太阳能电池等几类。其中染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池尚处于实验研发阶段，市场占有率极低。图1显示了欧洲光伏产业协会（EPIA）列举的太阳能光伏电池分类及市场占有份额。从图1中可以看出，晶体硅电池仍是光伏产业的主流产品，市场占有份额约90%。薄膜电池领域中，化合物薄膜电池市场占有份额在1／2以上，高于非晶硅薄膜电池。晶硅电池和薄膜电池占比情况图片参考10常规晶体硅太阳电池组件定义晶体硅太阳电池片的正面和背面各用一层热熔性胶膜包封，采用钢化玻璃作为上盖板，复合薄膜为背板，通过真空层压工艺粘合为一体的晶体硅太阳电池发电器件。夹层玻璃晶体硅太阳电池组件定义晶体硅太阳电池片的正面和背面各用一层热熔性胶膜包封，采用两片钢化玻璃分别作为上盖板和背板，通过真空层压工艺粘合为一体的晶体硅太阳电池发电器件。中空玻璃晶体硅太阳电池组件定义由一片夹层玻璃组件或常规组件与一片或多片玻璃以有效支撑、均匀隔开并周边粘接密封，使玻璃间形成干燥气体空间的晶体硅太阳电池发电器件。晶体硅组件定义11封装前的主材-硅根据对不同市场的理解和需求，新产品研发和定制化产品不断的推陈出新。离网组件单晶36系列多晶36系列BIPV应用公用事业商业屋顶家用屋顶单晶60系列单晶72系列单晶组件多晶60系列多晶72系列多晶组件透明组件双玻组件普黑组件全黑组件黑色组件离网应用丰富的晶体硅太阳组件产品线高端、高效组件系列Think

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全球第一款获得TUV测试证书的纯黑单晶组件全球第一款100％纯黑组件通过抗PID测试的TUV证书获得氨气以及盐雾测试TUV证书Perlight全球第一款纯黑组件*PERC太阳能电池：钝化发射极背面接触太阳能电池。PERC技术通过将在该单元的后侧的电介质钝化层增加转换效率（被示为上述图像中的黄色层）THINKTop组件的量产√使用PERC太阳能电池技术。

√该最高21.56％，晶体太阳能电池

√比传统的60片250W模块多20％的电力。

√最大300W，60片。THINKSmartPVModule

possibleforAllTypePanels√使用智能TIGO接线盒。

√5款系统智能模块（智能接线盒模块）。

√串长增加高达30％。太阳电池组件生产工艺简介19晶体硅组件生产工艺流程010203040506070809分片包装终检IV+EL测试单、串焊拼接EL+中检层压+EVA固化+EL组框+硅胶固件生产工艺流程-分片数量、功率档、颜色档、电流档、崩边缺口不良片功率*电流*颜色21组件生产工艺流程-分片色差、混档、缺角崩边、混片22组件生产工艺流程-单串焊23汇流条电池组电池串电池串电池串组件生产工艺流程-拼接24组件生产工艺流程-拼接连接说明（串联）25连接说明（并联）组件生产工艺流程-拼接26连接说明组件生产工艺流程-拼接+-+-+-+-27组件生产工艺流程-拼接28组件生产工艺流程-拼接29钢化玻璃EVA背板EVA电池组拼接完成的组件拼接过程示意图组件生产工艺流程-拼接30组件生产工艺流程-EL+中检31组件生产工艺流程-EL+中检1、空焊、虚焊2、隐裂、碎片3、黑心、黑斑4、黑片5、混档32组件生产工艺流程-EL+中检33组件生产工艺流程-EL+中检1、串间距检查2、排版极性（串反）3、边缘距离4、背板、EVA敷设位置5、严重色差6、较大异物34组件生产工艺流程-层压+EVA固化认识一下设备-有哪些？36层压过程……组件生产工艺流程-层压+EVA固化37组件生产工艺流程-层压+EVA固化1、气泡2、隐裂、碎片3、组件碎裂4、偏移5、脏污38组件生产工艺流程-组框+硅胶固化39组件生产工艺流程-组框+硅胶固化铝材自动打胶机接线盒背面涂胶机接线盒AB胶灌胶机40组件生产工艺流程-组框+硅胶固化哪些材料？采用螺钉连接采用卡簧连接边框之间的连接优点缺点螺钉连接装框灵活，适用于不同规格尺寸的组件连接；返工后，边框可重复使用。大批量生产时，效率较低；螺钉材质一般为钢，长期户外条件下，容易产生锈蚀。卡簧连接外型美观；卡簧与边框之间材质相同，不会产生异种金属之间的电化学腐蚀；装框过程使用专用的装框设备，可以实现规模化高效率的大批量生产。返工时边框将被破坏，不能重复使用；每种系列的组件尺寸需要专用的装框设备。不同边框连接形式的比较组件边框的密封方式边框密封材料的作用：玻璃与边框之间的缓冲。玻璃属于脆性材料，如果直接和铝边框接触，在风载荷的作用下，容易因应力集中而导致碎裂；玻璃与边框之间的粘接。玻璃与边框之间存在一定的间隙，在风载荷的作用下，他们之间会发生一定的相对位移，达到一定的程度，玻璃就会从边框卡槽中脱落；防止湿气从玻璃边缘进入到层压件的内部，从而造成内部电路的腐蚀。此外，边框密封材料的弹性模量E远小于玻璃及铝边框，它对组件整体刚性的贡献很小。组件边框常用的密封方式优点缺点硅胶固化后，粘接强度大；固化前，流动性好，装框设备的负荷小（装框过程对组件变形的影响小）。单组分硅胶的固化时间长；胶有溢出，需擦拭，耗用人工多。双面胶带相比使用硅胶，组件装框后，表面干净，无胶溢出；材料本身的透水性能小于硅胶。装框设备的负荷大（装框过程对组件变形有影响）；粘接强度较硅胶小。橡胶密封圈组件装框后，表面干净，无胶溢出。靠边框卡槽结构使橡胶密封圈产生预压缩力，材料本身与层压件、边框之间没有沾接力，密封效果差；装框设备的负荷大（装框过程对组件变形有影响）。45组件生产工艺流程-组框+硅胶固化哪些材料？46哪些材料？组件生产工艺流程-组框+硅胶固化47哪些材料？组件生产工艺流程-组框+硅胶固化太阳电池组件质量控制管理严格执行质量控制流程和质量保证，确保产品品质。收益性过程检验产品检验来料检验产品服务可追踪性仪器监控和校准QSM供应商审核生产过程检验成品功率测试产品条码数据库生产设备可靠性监控质量体系保证原材料检验生产流程变更控制成品外观检测客户投诉处理测试仪器定期校准生产文件控制包装和发货检查认证高温高湿测试:组件经受由于温度重复变化而引起的热失效、疲劳和不同的应力的能力。以及经受高温、高湿之后的零下温度影响的能力。机械载荷测试:确定光伏组件在不同安装角度下经受风、雪或覆冰等静态、动态载荷的能力。铁球坠落测试:确保光伏组件承受的冰雹冲击加速老化测试:保证光伏组件在使用年限内承受生锈和腐蚀光致衰减测试:确保光伏组件功率输出的长期稳定性EL测试:确保光伏组件无隐裂户外暴晒测试:检查光伏组件长期可靠性交联度测试:确保光伏组件层压的稳定性质量控制流程质量控制方式目前最有效检测电池片缺陷的手段是PL测试和EL测试，PL和EL分别是Photoluminescence和Electroluminescent的缩写，即光致发光和电致发光。其区别在于载流子的激发手段不同。光致发光是指在足够强烈的光源照射下，由入射的光能激发载流子（电子和空穴对），进行辐射复合发光。电致发光的情况于光致发光类似，只是载流子是通过外加电流注入的。由于EL测试过程中需要外加电流源，必须在形成电极后进行，即EL测试只适用于成品电池片和成品组件，PL和EL优缺点和使用环节如下；断栅非稳定性隐裂碎片虚焊稳定性隐裂太阳电池组件EL测试分析EL测试原理电致发光缺陷检测仪，是跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产工艺监控的专用测试设备。给晶体硅电池组件正向通入1-1.5倍Isc的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光，测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于电脑上。因为通电发的光与PN结中离子浓度有很大的关系，因此可以根据图像来判断硅片内部的状况。PL和EL种类优点缺点使用环节PL不需要于电池接触便可得到测试结果，可用于生产中的电池或成品电池通常需要脉冲光源和选通波器，系统复杂且有安全隐患对光源的均匀性要求很高，且需要修正再现性通常很差只能测试V=Voc的情况无法测试串联电阻价格较为昂贵电池片制造过程中的任何阶段（包括成品电池片）EL不需要选通检波器，结构简单电流源要求很容易达到很好的再现性可以测试串联电阻可以测试任何电压情况需要接电池的正负极（只能用于成品电池）成品电池和成品组件定义1明暗片：EL成像后电池片之间出现明显的亮度不一致。基本判定为电池片之间的功率档位不一致。2裂片：EL成像后部分电池片出现明显的裂纹或贯穿性条纹状。推测电池片受外力影响，出现内伤或直接碎裂。组件使用过程中如裂纹持续扩大将造成组件功率衰减，对组件性能有一定影响。3碎片：电池片局部区域出现明显明暗区分线，区分线类似裂痕状。一般为电池片受明显外力而碎裂。4断栅：电池片EL成像上有部分垂直于主栅黑线，黑线密集呈矩形状。一般为电池片副栅线出现断裂不连续或过于细小，无法通过电流。5黑片：个别电池片明显偏暗接近全黑。该电池片基本已经失效。6黑芯片：电池片中间出现团状甚至是圆形黑色区域。电池片性能明显低于正常组件。7虚焊，电池片沿焊带分界出现明暗区域。为焊接时焊带未能充分与栅线焊接接触。8:失效面积：电池片局部区域出现明显黑色或灰色区域。该区域无法正常工作。EL测试图像量化分析和判定不良片示例详解：1完好片2裂片3碎片4隐裂片5虚焊片6黑片（短路或电池片完全失效）7原电池片污染8过焊片9十字隐裂10断栅11隐裂片EL测试缺陷分析缺陷种类一：黑心片EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈呈现黑色区域，该部分没有发出1150nm的红外光，故红外相片中反映出黑心，此类发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关。这种电池片中心部位的电阻率偏高。多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体定向凝固时间，熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致硅片内部位错缺陷。缺陷种类二：黑团片黑斑片一般是由于硅料受到其他杂质污染所致。通常少数载流子的寿命和污染杂质含量及位错密度有关。黑斑中心区域位错密度>107个/cm2，黑斑边缘区域位错密度>106个/cm2均为标准要求的1000～10000倍这是相当大的位错密度。

缺陷种类三：黑斑片缺陷种类四：短路黑片缺陷种类五：非短路黑片短路黑片、非短路黑片成因电池片黑片有两种，全黑的我们称之为短路黑片，通常是由于焊接造成的短路或者混入了低效电池片造成的。而边缘发亮的黑片我们称之为非短路黑片，这种电池片大多产生于单面扩散工艺或是湿法刻蚀工艺，单面扩散放反导致在背面镀膜印刷，造成是PN结反，也就是我们通常所说的N型片，这种电池片会造成IV测试曲线呈现台阶，整个组件功率和填充因子都会受到较大影响。网格片是由于电池片在烧结过程中温度不当所致，网纹印属于0级缺陷，下图所示的网格片组件可以判为A级品。缺陷种类六：网格片电池片断栅是在丝网印刷时造成的，由于浆料问题或者网版问题导致印刷不良。轻微的断栅对组件影响不是很大，但是如果断栅严重则会影响到单片电池片的电流从而影响到整个组件的电性能。缺陷种类七：断栅片电池片过焊一般是在焊接工序产生的，过焊会造成电池部分电流的收集障碍，该缺陷发生在主栅线的旁边。成像特点是在EL图像下，黑色阴影部分从主栅线边缘延副栅线方向整齐延伸。栅线外侧区域，一般为全黑阴影。栅线之间一种是全黑阴影，一种是由深至浅的过渡阴影。我们通过计算黑色区域的面积来判定缺陷的级别。缺陷种类八：过焊片明暗片是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中，特别明亮的电池片是电流较大的电池片，电流差异越大，亮度的差异就越明显。混档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。缺陷种类九：明暗片电池片沿着主栅线的一边全部为黑色表明这一边的电子无法被主栅线收集，通常是由于电池片背面印刷偏移导致铝背场和背电极印无法接触从而形成了局部断路。我们应该在层压前EL加强检验及时将这种电池片挑出，防止流入后道工序。缺陷种类十：局部断路片裂纹片的成像特点是裂纹在EL测试下产生明显的明暗差异的纹路（黑线）。裂纹可能造成电池片部分毁坏或电流的缺失。在EL测试下，如果表现为以裂纹为边缘的一片区域呈完全的黑色，那么该区域为破片。裂纹会造成其横贯的副栅线断裂，从而影响电流收集。而主栅线因有镀锡铜带相连，不会造成断路。根据此特性，各种裂纹造成的电池失效面积如下：缺陷种类十一：裂纹片、破片隐裂片、破片原因分析由于产生隐裂片和破片的原因非常复杂，各种类型的外力因素均可能造成电池片裂纹甚至破片，因此很难寻求统一规律或得出确定性答案，因此现只对有可能造成晶体硅电池组件隐裂纹或破片的原因做探索性分析。如何挑选一块合格的太阳电池组件？为了使组件产品质量满足质量要求，明确组件的等级判断标准。学习了解组件成品检验标准必不可少。术语和定义A+级：外观、电性能均良好；A级：外观轻微缺陷，电性能正常；B级：外观严重不良和组件内存在低效片或裂片，通过返工，电性能基本正常（两种情况允许同时存在）C级：报废：外观有严重不良或电性能异常检验方法组件的外观检验应在不低于1000lx的照度下，对每一个组件采用目测仔细检查。对于铝型材和钢化玻璃划伤的检验：采用在1000lx的照度下，距离1米，裸眼视力在1.2以上对材料进行观察，若符合A级组件要求则判定为A级组件；若不符合A级组件要求，但符合B级组件要求，则判定为B级组件。对于色差组件的检验：采用在1000lx的照度下，距离1米，裸眼视力在1.2以上对垂直放置在桌面上的组件进行观察，若没有明显色差则判定为A级组件，有明显色差的则判定为B级组件。工具：冷光灯、直尺、游标卡尺、卷尺、塞规、拉力计、IV/EL/安规测试仪等外观检验标准组件的外观应100%检验。外观检验全部满足A+级太阳能电池组件要求的则判定为A+级组件。只要有一项不符合A+级组件要求，但符合A级组件要求，则判定为A级组件。只要有一项不符合A级组件要求，但符合B级组件要求，则判定为B级组件。只要有一项不符合B级组件要求，则判定该组件产品为C级。检验及判定规则定义及量化方法裂纹：电池片破损但未分离无扩大倾向裂纹：裂纹延长线可达到最近的电池片边缘，裂纹发展趋势可以预见，并且可以估计造成碎片的面积。b）有扩大倾向裂纹：裂纹延长线