太陽電池組件生產(chǎn)工藝

太陽電池組件生產(chǎn)工藝流程圖

一、電池測試

由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來的電池性能不盡相同，所以為了有效地將性能一致或相近的電池組合在一起，應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數(shù)（電流和電壓）的大小對其進(jìn)行分類，以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。

二、正面焊接

正面焊接是將匯流帶焊接到電池正面（負(fù)極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，使用的焊接機(jī)可以將焊帶以多點(diǎn)的形式點(diǎn)焊在主柵線。焊接用的熱源為一個(gè)紅外燈，利用紅外線的熱效應(yīng)進(jìn)行焊接，焊帶的長度約為電池邊長的2倍，多出的焊帶在背面焊接時(shí)與電池片背面電極相連。

三、背面串接

背面串接是將電池串接在一起形成一個(gè)組件串。電池的定位主要靠一個(gè)模具板，上面有放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板。

操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將電池片串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線。

四、層壓敷設(shè)

背面串接好且經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，將串接電池片、玻璃和切割好的EVA、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。玻璃事先涂一層試劑，以增加玻璃和EVA的粘接強(qiáng)度。

敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。敷設(shè)層次由下向上依次是：玻璃、EVA、電池、玻璃纖維、背板。

五、組件層壓

將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi)，通過抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度、層壓時(shí)間根據(jù)EVA性質(zhì)決定。目前主要使用快速固化EVA，層壓循環(huán)時(shí)間約為25分鐘，固化溫度為150℃。

六、修邊

層壓時(shí)EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)將其切除。

七、裝框

類似于給玻璃裝鏡框一樣給玻璃組件裝鋁合金框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步地密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用聚硅氧烷樹脂填充，各邊框間用角鍵連接。

八、焊接接線盒

在組件背面引線處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。太陽能接線盒為用戶提供了太陽能電池板的組合連接方案，它是介于太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣和太陽能充電控制裝置之間的連接器，是一門集電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)與材料科學(xué)相結(jié)合的跨領(lǐng)域的綜合設(shè)計(jì)，屬太陽能組件的重要部件。

接線盒的構(gòu)造：一般太陽能接線盒包括上蓋和下盒。上蓋與下盒通過轉(zhuǎn)軸連接，其特征在于：在下盒內(nèi)平行布置有數(shù)條接線座，每相鄰兩接線座之間通過一個(gè)或多個(gè)二極管連接。上蓋或下盒是用導(dǎo)熱材料制作的，其產(chǎn)品類型現(xiàn)已有：灌膠式接線盒、屏幕墻接線盒、小組件接線盒等。

九、組件測試

測試的目的是對電池的輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，測試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級。太陽電池組件參數(shù)測量的內(nèi)容，除常用的和單體太陽能電池相同的一些參數(shù)外，還應(yīng)包括絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度、工作溫度、反射率及熱機(jī)械應(yīng)力等參數(shù)。

絕緣電阻測量是測量組件輸出端和金屬基板或框架之間之間的絕緣電阻。在測量前先做安全檢查，對于已經(jīng)安裝使用的方陣首先應(yīng)檢查對地電位、靜電效應(yīng)，以及金屬基本、框架、支架等接地是否良好等。

可以用普通的兆歐表來測量絕緣電阻，但選用電壓等級大致和待測方陣的電路開路電壓相當(dāng)?shù)恼讱W表。測量絕緣電阻時(shí)，大氣的相對濕度應(yīng)不大于75%。絕緣強(qiáng)度是絕緣本身耐受電壓能力。

作用在絕緣上的電壓超過某臨界值時(shí)，絕緣將損失而失去絕緣作用。通常，電力設(shè)備的絕緣強(qiáng)度用擊穿電壓表示；而絕緣材料的絕緣強(qiáng)度則用平均擊穿電場強(qiáng)度，簡稱擊穿場強(qiáng)來表示。擊穿場強(qiáng)是指在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，發(fā)生擊穿的電壓除以施加電壓的兩電極之間的距離。

在室內(nèi)測試和室外測試兩種情況下，對參考組件的形狀、尺寸、大小的要求不一致。在室內(nèi)測試的情況下，要求參考組件的結(jié)構(gòu)、材料、形狀、尺寸等都盡可能和待測試組件相同。

而室外陽光下測試時(shí)，上述要求可稍微放寬，即可以采用尺寸較小、形狀不完全相同的參考組件。在組件參數(shù)測量中，采用參考組件來校準(zhǔn)輻照度要比直接用標(biāo)準(zhǔn)太陽電池來校準(zhǔn)輻照度更好。

地面用太陽電池組件長年累月運(yùn)行于室外環(huán)境，必須反復(fù)經(jīng)受各種惡劣的氣候條件及其他多變的環(huán)境條件，并要保證在相當(dāng)長的額定壽命（通常要求15年以上）內(nèi)其電性能不發(fā)生嚴(yán)重衰退。

在每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行前后均需觀察和檢查組件外表有無異?，F(xiàn)象，最大輸出功率的下降是否大于5%，凡是外觀發(fā)生異?；蜃畲筝敵龉β氏陆荡笥?%者均為不合格，這是各項(xiàng)試驗(yàn)的共同要求。

高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件（比如雷擊等）下不被損壞。

振動(dòng)、沖擊檢測：振動(dòng)及沖擊實(shí)驗(yàn)的目的是考核其耐受運(yùn)輸?shù)哪芰?。振?dòng)時(shí)間為法向20分鐘、切向20分鐘，沖擊次數(shù)為法向、切向各3次。

冰雹實(shí)驗(yàn)：在近海環(huán)境中使用的太陽電池組件應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，在5%氯化鈉水溶液的霧氣中儲(chǔ)存96小時(shí)后，檢查外觀、最大輸出功率及絕緣電阻。更嚴(yán)格的檢驗(yàn)還有地面太陽光輻照實(shí)驗(yàn)、扭彎實(shí)驗(yàn)、恒定濕熱儲(chǔ)存、低溫儲(chǔ)存和溫度交變檢驗(yàn)等等。

十、包裝入庫

太陽電池組件驗(yàn)收合格后就可以包裝入庫。

隨著非晶硅太陽電池的發(fā)展，在研究采用同晶體硅太陽電池一樣的超光面封裝方式，把集成型太陽電池襯底玻璃直接用作受光面的保護(hù)板，各單元電池的連接也不用導(dǎo)線，所以能使組件的組裝工藝變得特別簡單。

按照用途、目的、規(guī)模，太陽電池分為各種種類的組件：

1、用于電子產(chǎn)品的組件.為驅(qū)動(dòng)計(jì)算器、手表、收音機(jī)、電視、充電器等電子產(chǎn)品，一般需要1.5伏至數(shù)十伏的電壓。而單個(gè)太陽電池產(chǎn)生的電壓小于1伏，所以要驅(qū)動(dòng)這些電子產(chǎn)品，必須使用多個(gè)太陽電池元件串聯(lián)連接才能達(dá)到要求電壓。

2、聚光式組件。太陽電池發(fā)電新系統(tǒng)是在聚焦的太陽下工作的，它分為透鏡式和反光式兩種。聚光所必須的大面積凸透鏡采用透鏡，它是把分割的凸透鏡曲面連接在一起。

反光式又有兩種形式，一種是采用拋物面鏡，太陽電池則放在聚焦點(diǎn)上，另一種是底面放置太陽電池，側(cè)面配置反光鏡。太陽電池除了采用單晶硅太陽電池以外，常采用轉(zhuǎn)換效率較高的砷化鎵太陽電池。

此外還有熒光聚光版型太陽電池，是把所有吸收的太陽電池光通過熒光板變?yōu)闊晒?，熒光在熒光板?nèi)傳播，最后被聚集于放置著太陽電池的端部。

3、混合型組件。光熱混合型組件是為更有效地利用太陽能，讓太陽光發(fā)電又發(fā)熱的器件。這種混合型組件有聚光型光熱混合型組件和聚熱器型光熱混合型組件等等。