无锡尚德太阳电池组件工艺培训

1、1,太阳电池组件工艺培训,光伏组件研发部 2011年12月,2,3: 公司组件简介,5: BIPV组件介绍,5: MPS & MRP,2: 太阳电池组件的应用,4: 组件的制造工艺,6: BIPV组件制造工艺,7: 投诉及应对策略,1: 世界能源环境现状,目 录,3,一.世界能源环境现状,4,时间进入21世纪，人类在享用现代科技带来的丰富的物质文明的同时，却不得不面对经济发展造成的对资源的巨大消耗，特别是作为社会经济发展命脉的能源资源日益枯竭，使人类面临着能源短缺的危险！,中国和世界常规能源开发利用年限对比图,目前，人类使用的能源最主要是不可再生能源，如石油、天然气、煤炭和裂变核燃料等，约占能

2、源总消费量的90左右，再生能源如水力、太阳能等只占10左右。而据预测，全世界石油储量只够开采3040年，天然气约60年，核燃料也仅70年左右。,5,资源的短缺让经济高速发展的中国面临着更加严峻的形势。目前，中国能源消费总量已超过14亿吨标准煤，成为继美国之后的第二大能源消费大国。 不合理的能源消费结构使中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60%、10%和5%。全国90%的二氧化硫排放，大气中70%的烟尘是燃煤造成的。,2003年中国常规能源消费比例,6,不合理的能源结构和低水平的能源利用使中国经济的高速发展建

3、立在了对能源的高消耗基础之上。2004年中国国内生产总值比上年增长9.5%，与此同时，中国能源消费总量达19.7亿吨标准煤，比上年增长15.2%；万元GDP能耗1.58吨标准煤，上升5.3%。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的16.8%，中国的能源利用效率比发达国家整整落后20年。谋求低能耗、高产出、低污染是我国可持续发展的重大课题 。,中国每吨标煤产出、每百万美元能耗与世界其他国家对比图,7,气候变暖、南极空洞、生态失衡、环境恶化过度排放的废水、废气、废渣让我们的地球不堪重负。全球变暖是一个毋庸置疑的事实，而且正在加速变暖。研究发现，全球平均温度已升高0.30.6摄氏度

4、，其中11个最暖的年份发生在80年代中期以后。全球变暖已经带来冰川消退、海平面上升、荒漠化等等非常严重的后果，还给生态和农业带来严重影响。,漫画：明天我们去哪里？,8,水污染、土地污染、大气污染人为造成的环境恶化使我们的地球越来越不适于人类居住。经济高速发展的中国所面对的问题更加严重。统计资料表明，在全球污染最严重的20个城市中，有16个在中国 ！ 不合理的能源供应和消费模式使中国背上了沉重的减排负担 二氧化碳排放量占世界的10%，居全球第二 二氧化硫排放量占全球第一,漫画：为什么中国人的头发那么黑,9,太阳能被认为是21世纪最重要的新能源, 太阳能 太阳能光伏发电是缓解能源短缺的新路。 20

5、04年，全球光伏行业进入了一个前所未有的跳跃式发展年，整个光伏行业从源头产品的硅片到终端产品的组件都出现了供不应求的局面。 世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强，使得太阳能被认为是21世纪最重要的新能源。 太阳能发电无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭等特点，使得太阳能产业自20世纪80年代以来得到了迅速发展。全球光伏电池的生产持续高速增长，每年以30%-40%的速度递增。,太阳电池和组件,10,可再生能源法：绿色能源的中国机会,2005年2月28日，中华人民共和国可再生能源法在十届全国人大常委会第十四次会议上全票通过。整整提前了一年出台的这部法律为可再生能源在中国的强势发展提供了

6、一个积极的政策框架。 可再生能源法明确了国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开发利用者的合法权益，为基层政府提供总体纲要，强化了责任追究，在具体落实后，将真正地成为我们未来发展的“动力”，将真正创造出绿色能源的中国机会！,即将实施的中华人民共和国可再生能源法,11,中华人民共和国节约能源法：节约利用能源步入法制轨道,1997年11月1日公布、自1998年1月1日起施行的中华人民共和国节约能源法表明了我国依法实行节约利用能源的战略方针，标志我国节约利用能源步入法制轨道，对我国实施可持续发展战略具有重要意义。 节约能源法确定了我国节约能源的基本制度。,关于开展资源

7、节约活动的通知： 全面建设资源节约型社会,2004年4月1日，国务院向全国发出关于开展资源节约活动的通知，决定于2004年至2006年在全国范围内组织开展资源节约活动，全面推进能源、原材料、水、土地等资源节约和综合利用工作。在全国范围内深入开展资源节约活动，对加快建设节约型社会、加强宏观调控、增强企业竞争力、实现可持续发展等有着重要的现实意义和深远的历史影响。,以上内容来自公司幻灯片集成,12,二.太阳电池组件的应用,13,航 天 技 术,14,远距离工业应用,15,边远地区居民,16,太阳能电池并网发电系统,17,目前，公司的太阳能发电产品已经广泛应用到通信、广电、交通、海事、军队等诸多领域

8、，积极参与、承建了西部光明工程项目，在太阳能建筑一体化（BIPV)、太阳能光伏并网电站和太阳能光伏独立电站、太阳能照明亮化等工程建设方面有着丰富的经验和成熟的技术。,18,四年来，尚德在国内承建了大批太阳能光伏发电系统工程：,19,太阳能光伏发电在城市户外公用设施的应用,太阳能光伏发电普遍应用于免开凿路面，无需预先拉线的城市户外公用设施上，环保、节能且成本低。已形成了太阳能公交站台灯箱、太阳能电动自行车充电站、太阳能屋顶电站照明系统等系列产品。,20,电动自行车太阳能充电站,尚德承建的苏州爱默生公司电动自行车太阳能充电站，2005年6月17日正式投入运行。该充电站装机功率为1440W，由18片

9、80W组件组成，带有充电机，能同时对10辆电动自行车充电。系统与市电联网，当阳光不足时，可自动切换到市电网对电动车充电。,21,太阳能屋顶电站,22,太阳能光伏发电在军队中的应用,太阳能光伏发电对于我国海岛部队、边防哨所的军事装备、军人生活水平的改善等方面起到了重大的作用。,23,森林部队通讯用太阳能移动电站,24,太阳能军营生活用电系统,25,太阳能光伏发电在集装箱顶供电实例 普通小型屋顶光电系统,26,太阳能光伏发电照明上的应用,太阳能光伏发电广泛应用于城市和乡村道路、高速公路照明、公园、小区等亮化工程，形成了太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯等系列产品。,太阳能路灯,太阳能庭院灯,太

10、阳能庭院灯,太阳能草坪灯,27,蠡湖公园太阳能庭院灯,28,三.公司组件简介,29,1: 企业标准,1. 型号,30,2. 规格,31,3. 参数,注：红色标注为主流功率，蓝色标注次主流功率,32,注：红色标注为主流功率，蓝色标注次主流功率,33,注：红色标注为主流功率，蓝色标注次主流功率,34,注：红色标注为主流功率，蓝色标注次主流功率,35,36,37,38,39,要求 4. 1 外观 组件产品不应寸在下列任何一种外观缺陷： a) 外表面（包括上层、下层、边框和接线盒）破碎、开裂、弯曲、损伤或不规整等； b) 某个电池的一条裂纹，其延伸可能导致组件减少该电池面积10%以上； c) 在组件的

11、边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道； 可能影响组件性能的其他外观缺陷可在产品详细规范中规定。 4. 2 电性能 4. 2.1 最大功率在45W以下的组件，其测试所得的最大功率的误差范围不超过额定功率的10%。 4. 2.2 最大功率在45W160W的组件，其测试所得的最大功率的误差范围不超过额定功率的5%。 4. 2.3 最大功率在160W以上的组件，其测试所得最大功率的误差范围不超过额定功率3%。 其他电性能参数应在产品详细规范中规定。,40,4. 3 绝缘 4. 3.1 在规定的电压下，无绝缘击穿（小于50A），或表面无破裂现象。 4. 3.2 在规定的电压下，绝缘电阻不小于

12、50M。 检验方法 5.1 外观检查 在不低于1000lx的照度下，对每一个组件进行目测，观察其表面有无4.1规定的缺陷。 5.2 电性能测试 5.2.1 在标准测试条件：电池温度：252、辐照度：1000W/m2、标准太阳光谱辐 照度分布符合GB/T 6495.3的规定采用太阳模拟器，按照GB/T6495.1规定测量方法，确定组件随负荷变化的电性能参数。 5.2.2 温度系数的测定可以采用GB/T6495.4标准规定的方法。,41,5.3 绝缘试验 5.3.1 试验条件：温度为周围环境温度，相对湿度不超过75%。 5.3.2 试验程序 5.3.2.1将组件引出线短路后接到有限流装置的直流绝缘

13、测试仪的正极。 5.3.2.2将组件暴露的金属部分接到绝缘测试仪的负极。如果组件无边框，或边框是不良导体，可为组件安装一试验的金属支架，再将其连接到绝缘测试仪的负极。 5.3.2.3以不大于500V/s的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于1000V加上两倍的系统最大电压（即标准测试条件下系统的开路电压）。维持此电压1min。如果系统的最大电压不超过50V，所施加的电压应为500V。 5.3.2.4 在不拆卸组件连接线的情况下，降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路5min。 5.3.2.5 拆去绝缘测试仪正负极的短路。 5.3.2.6 按照步骤5.3.4.1和步骤5.3.4.2的方式连线，对组

14、件加一个不小于500V的直流电压，测量绝缘电阻。,42,6. 检验规则 6.1 组件外观在线进行100%检查。 6.2 组件电性能在线进行100%测试。 6.3 组件绝缘测试，按照GB/T 2828.1规定的采用正常一次抽样方案，其检查水平为S-1，接收质量限为（AQL）4.0，进行测试。,43,7. 标志、包装、运输、贮存 7.1 标志 本公司组件在接线盒下方贴有产品标志，内容包括： 本公司名称、商标、地址、通讯方法； 产品型号； 测试条件； 生产批号、序号； 引出端极性（在接线盒内部）； 组件允许的最大系统电压； 技术参数； 认证标志； 检验合格标记； 制造日期； 外包装箱上印有本公司名称

15、、商标、地址、通讯方法，产品的名称，型号，批号，产品的毛重、净重、数量，箱子的尺寸以及认证标志并印有正放置、防潮、防震和叠层数量以及目的地、合同号、箱号标志。,44,7.2 包装 7.2.1 内包装 单件透明塑料件包装，再用聚苯乙烯发泡塑料间隔或采用硬质纸板间隔进行集体包装。 7.2.2 外包装 硬质纸箱包装，可防压、防震动。 7.3 运输 运输时应避免碰撞，应有防雨措施，运输道路应为乡村二级以上道路。产品装卸时要轻拿轻放、严禁摔扔。 7.4 贮存 在有包装箱的情况下，贮存条件为通风、干燥、相对湿度小于60%、温度不高于50，贮存期限为25年。,45,2: 组件特点,外观匀称，结构轻巧坚固，具

16、有良好的抗风雪功能 边框带流水槽，可防止组件积水，避免边框结冰爆裂 边框氧化膜较厚，能满足恶劣条件下的使用要求，特别是盐雾气候的使用要求 引出线与接线盒采用焊接方式连接，其连接可靠性非常高 接线盒内导电体采用填充胶保护，绝缘性能大大提高 产品通过了IEC、TUV、CE、UL等认证，其安全性能得到了权威认证机构的认可,46,3：公司认证,1.IEC认证,47,48,49,2.TUV认证,50,3.UL认证,51,52,IEC认证证书,公司认证证书,53,CE认证证书 TUV认证证书,54,ISO认证证书,ISO认证证书,55,4：相关试验,1. 环境试验作用,尽早的发现和解决组件及其原辅材料存在

17、的问题，使组件寿命达到承诺要求。,56,2. 环境试验流程,57,热循环试验,3. 分类及作用,1. 热循环试验的目的在于测试组件在经受由于温度反复变化引起的热失配、疲劳和不同应力的能力。 2. 我公司对组件的各种原辅材料进行600小时的热循环试验，观察各种原辅材料在经过温度反复变化后有无出现各种不良的情况，例如对于硅胶而言是否会产生变脆、发黄以及与失去粘接力等现象。 3. 右图就是硅胶老化后出现的黄变现象,58,湿冷试验,试验的目的在于测试组件在受到高温、高湿之后以及随后的零下温度影响的能力。本试验不是热冲击试验。有2种方法可以选择（单室法和双室法），我们只用单室法。,湿冷试验过程示意,59

18、,湿热试验（高温高湿）,1. 目的： 确定组件经受长期湿气渗透的能力 2. 方法： 按照国家标准和IEC的标准为将组件放入老化箱中，试验温度为85 2 ，试验湿度为85% 5%，试验时间为1000h。 3. 目前我们公司对于采用1000小时合格的原材料会进行更加严格的3000小时的老化。,60,紫外线老化试验,试验目的在于考验暴露在波长介于280nm到400nm的紫外辐照环境中组件的承受能力 目前我们公司采用的是340nm波长的紫外线对于组件及原辅材料进行紫外辐射。,61,5：明年卖点,5：热斑效应和零深度反射,热斑效应示意图,零深度反射示意图,62,6：明年卖点,适应发展趋势，组件无铅化 采

19、用新型黑包角边框，外形更加美观，防护性能得到提高 采用高透光的自洁玻璃，不但使组件的功率得到提高，而且还有很好的自洁功能 采用新型接线盒（BOX12），组件的可靠性进一步提高 组件功率高，以175W、180W档为主,黑包角边框示意图,BOX12示意图,63,公司主流产品常规参数（Ac系列）,64,7：组件未来发展方向,.以标准组件为主，BIPV组件占一定比例 .以大型组件为主，中小组件占一定比例 .以高功率优质组件为主，其他组件占小部分 .以自主研发为主，同时借鉴其他厂家的先进经验,65,四.组件的制造工艺,66,具有内部联接及封装的、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

20、阳电池组件。,太阳电池组件的定义,太阳电池组件,太阳电池方阵,太阳电池,67,常规组件的基本制造流程,电池片分选单片焊接焊串层叠中检层压固化装边框和接线盒擦拭终测终检包装,68,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。 电池片分选的作用就是将档次相同或相近的电池片分在一起，做入同一块组件，充分发挥每片电池片的发电能力。,1.电池片的分选,69,互连条,电池片,焊接后的电池片,将互连条与电池片的主栅线焊接起来，为电池片的串联做准备 工具： 电烙铁,2.单片焊接,70,将电池片串联起来，为层叠做准备

21、工具： 电烙铁,3.焊 串,电池片,电池片,电池串,71,4.层 叠,1.将电池串排列好以后用汇流条串联起来,为层叠作准备,电池串,电池串,电池组,电池串,汇流条,72,2.层叠,将钢化玻璃、EVA 、电池组、TPT等材料按照一定的次序排列起来,为层压作准备 工具： 电烙铁 镊子 剪刀 万用表,73,钢化玻璃,EVA,EVA,TPT,电池组,层叠好的组件,74,5.层 压,将钢化玻璃、EVA 、电池组、TPT等材料通过抽真空、加热和加压等一系列过程,使其黏合在一起,完成太阳电池的封装 设备： 层压机,75,固化的定义,6.固 化,固化的分类,一次固化：组件在层压阶段就已经完成固化 二次固化：组

22、件在层压阶段不完成固化，需 经过其他工序才完成固化,按固化方式分类,在一定的时间和温度下，组件EVA完成交联的过程。,设备：固化炉,76,7.装边框和接线盒,装框的作用：,由于钢化玻璃本身结构的原因，其边角部分只要受到很小的撞击就会发生碎裂，装边框是为了保护组件钢化玻璃的边角。 无边框的组件一般情况下不太容易安装，装边框是为了便于工程安装。,设备： 装框机 打胶机或气动胶枪,装接线盒的作用：,保护导电体 便于工程安装,工具：手动胶枪,77,8.擦 拭,作用：,去处表面脏污，使组件美观。 增加光的透过率，增加组件功率。,用到的物品： 无水乙醇,78,9.终 测,作用：,测量组件电性能参数，以此确

23、定组件的档次。 组件定价的标准。,设备： 太阳电池组件测试仪,79,10.终 检,作用：,确定组件的等级。 给组件分档。,80,11.包 装,作用：,便于储存。 便于运输。,设备： 半自动打包机 PET手动打包机 伸缩膜裹包机,81,入 库,组件生产过程至此结束！,82,五.BIPV组件介绍,83,基本概念,BIPV ，全称Building-Integrated Photovoltaic，中文翻译为“太阳能光电与建筑物一体化”，是目前非常流行的一个名词。在能源和环保压力的促进下，BIPV建筑越来越受到青睐，联合国能源机构最近发布的调查报告显示，将成为世纪的市场热点，太阳能建筑业将是世纪最重要的

24、新兴产业之一。,84,目前公司主要生产的BIPV组件的类型,光伏夹层玻璃组件 定义：光伏夹层玻璃组件是指两层或多层玻璃用一层或多层中间层胶合而成的复合玻璃组件。 光伏夹层玻璃组件的生产方法有两种：即胶片法（干法）和灌浆法（湿法） 光伏夹层玻璃组件的性能：1安全：不易被击穿，破碎后碎片不易飞散； 2节能：有良好的隔热功能，可节电、节能；3隔音：对声波具有阻尼功能；4阻挡紫外线：可防止室内家俱、物品的褪色。,夹层玻璃组件：安全碎裂，在霰弹袋撞击下可能碎裂，但整块玻璃仍保持完整。,普通玻璃：一撞就碎，典型的破碎状况，有许多长条形刀刃似的碎片。,85,光伏中空玻璃组件 定义：以外层玻璃（组件主体）配合

25、一片或多片玻璃以有效支撑、均匀隔开并周边密封、使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品叫做中空玻璃组件。 光伏中空玻璃组件的性能：1隔音性能好2隔热效果优异3. 保持清晰的视野，玻璃内部不结露,中空玻璃组件示意图,中空组件结构示意图,86,光伏中空夹层玻璃组件 定义：以光伏夹层组件为外层玻璃，配合一片或多片玻璃以有效支撑、均匀隔开并周边密封、使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品叫做光伏中空夹层玻璃组件。 光伏中空玻璃组件的性能：集合了中空玻璃组件和夹层玻璃组件各自的优点，但成本也成比例的上升。 非晶硅BIPV组件 目前主要由MSK公司生产,87,光伏建筑一体化的优点, 并网系统光伏阵列一般安装在闲置的

26、屋顶或墙面上，无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用。这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。 可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。对于并网户用系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网。在阴雨天、夜晚或光强很小的时候，负载可由电网供电。由于有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力，增加了供电的可靠性。 夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。,88,光伏建筑一体化的优点, 由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收太

27、阳能，转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，节省了能源，保证了室内的空气品质。 避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。 由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。 在建筑围护结构上安装光伏阵列，可以促进部件的大规模生产，从而能够进一步降低部件的市场价格，这对于系统的广泛应用有着极大的推动作用。,89,光伏与建筑结合的安装方式,采用普通太阳电池组件，安装在倾斜屋顶原来的建筑材料上 采用特殊太阳电池组件，作为建筑材料安装在倾斜屋顶上 采用普通太阳电池组件，安装在平屋顶原来的建筑材

28、料上 采用特殊太阳电池组件，作为建筑材料安装在平屋顶上 采用普通或特殊太阳电池组件，作为幕墙安装在南立面上 采用特殊太阳电池组件，作为建筑幕墙安装在南立面上 采用特殊太阳电池组件，作为天窗材料安装在天窗上 采用普通或特殊太阳电池组件，作为遮阳板安装在建筑上,90,光伏玻璃与建筑结合注意事项,1、朝向方向为正南 2、倾角合适的角度 3、连线隐蔽、最短 4、协调颜色、布局 5、安装安全、可靠 6、匹配电压、电流,91,六.BIPV组件制造工艺,92,光伏夹层玻璃组件的基本制造流程,电池片分选单片焊接焊串层叠（自检）层压（固化）擦拭接线终测终检包装,93,从电池片的分选到焊串这几道工序，光伏夹层玻璃组件和常规组件基本相同，区别在于光伏夹层玻璃组件对电池片的外形和焊接质量有着更为严格的要求，光伏夹层玻璃组件要求背面互连条也要焊接平直美观。,1: 电池片分选 焊串,94,光伏夹层玻璃组件的层叠与常规组件存在一些不同之处：,引出线从组件的边缘引出 层叠工序已经完成了接线盒的安装 用钢化玻璃代替常规组件的TPT 需要更多的EVA 上下层玻璃需要对齐,光伏夹层玻璃层叠外观图,接线盒,2:层 叠,95,