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组件原材料质量控制,组件质量部-姚超,2011.08.24,组件在产业链中的位置,我司组件的生产流程,1.电池片回流条、互联条钢化玻璃4.EVA5.背板6.硅胶7.接线盒8.铝型材,组件涉及到的主要原材料,1.电池片1.1外观检验1.电池片外观检验颜色：与表面35角1000lx光照情况下，电池正面的颜色均匀一致，允许有不明显的色差，但不允许存在跳色色差，最多允许存在2种相近颜色。色斑、玷污：允许边缘有不明显的色斑，色斑面积在2.5mm*2.5mm以下允许3个，大于2.5mm*2.5mm小于5mm*5mm的允许1个。亮斑：垂直90度目视，不允许有亮斑。白线：不允许有白线。漏浆：允许有3个以下0.25mm*0.25mm的漏浆点。铝钩：不允许有铝钩铝庖：允许存在不明显铝庖，高度不超过0.2mm,手感无明显突起数量不限。针孔：无针孔。,原材料在各工序中的应用,1.电池片1.2电池片电性能检验非本公司的太阳能电池片电性能应符合与供应商协定要求。本公司产的太阳电池电性能进行在线100%检验，根据转换效率和工作电流分档。其他公司的按表GB2828规定采用一次抽样方案，检验水平，合格质量水平AQL=2.5。1.3.电池片弯曲度检验正放电池片于工作台上，以塞尺测量电池的弯曲度，弯曲度不超过边长的1%。1.4电池片电极可焊性电极有良好的可焊性，电极抗拉强度必须满足300g拉力情况下，持续10秒钟时间，无硅晶脱落现象。,原材料在各工序中的应用,1.电池片1.5电池片焊接质量按照焊接工艺对电池片进行焊接试验，然后将互联条拆除，焊料覆盖面积大于焊接面积的75.1.6背面铝浆附着力90水煮试验10min无铝浆脱落或正常工艺层压后背膜与EVA的剥离强度30N/10mm,且存在硅晶脱落现象.1.7光衰减试验在IEC60721-2-1定义的普通户外气候条件下，电池片放在同一平面，是电池片接受到太阳的总辐射量为60KWh/m2.经过试验后，按照IEC904-1规定的测试条件和测试方法进行测试，最大功率的输出衰减不超过试验前测试值的1.5.,原材料在各工序中的应用,1.电池片电池片常见的失效方式1.1外观：电池片碎裂、组件外观不良、组件色差等。1.2电池片电性能：导致组件衰减过快、达不到设计功率。1.3弯曲度：焊接碎片率超标、层压碎片。1.4电池片电极可焊性：银浆与互联条的欧姆接触不好，内阻增大，电池功率内耗增加。1.5电池片焊接质量：银浆与互联条的欧姆接触不好，内阻增大，电池功率内耗增加。1.6背面铝浆附着力：铝粉脱落到电池片正面，易导致自动焊接机误判；铝浆与硅基材欧姆接触增大，内耗增加。1.7光衰减：组件出货后衰减过快，达不到25年80%的输出功率，造成客户投诉。,原材料不良对组件的影响,2.回流条、互联条2.1焊带的结构和分类2.1.1焊带的结构如下图所示,原材料在各工序中的应用,2.回流条、互联条2.1焊带的结构和分类2.1.2焊带的分类按铜基材分：纯铜（99.9%）、无氧铜（99.95%）、紫铜。按涂锡层分：60%Sn40%Pb62%Sn36%Pb2%Ag96.5Sn3.5%Ag其它按用途分：互联条、汇流条按硬度分：1.Soft2.ExtraSoft3.UltraSoft4.UltraSoftPlus,原材料在各工序中的应用,2.回流条、互联条2.2外观检验抽检涂锡带表面光滑，色泽发亮，边部不能有毛刺，2.2涂锡带厚度涂锡带厚度（mm）：0.16厚度0.2，允许与标定的厚度的偏差0.03%2.3电阻率取涂锡带样品1m。用万用表测其两端的电阻。根据下列公式计算其电阻率=R*S/d式中：电阻率，mm2/m；R表面电阻，；S横截面积mm2；d长度，m。重复上述试验方法3次，取平均值为试验结果。回流条电阻率0.013265mmm2/mm，互联条电阻率0.017833mmm2/mm.,原材料在各工序中的应用,2.回流条、互联条2.4抗拉强度焊带:15kgf/mm2;汇流带：20kgf/mm2.2.5伸长率10（%）（软）30;伸长率10（%）（半硬）82.6焊带硬度（维氏硬度）HV55-65(软态);HV45-55(超软态);汇流带：HV50-70.2.7焊接功能将其浸泡在助焊剂中，烘干后没有白色的粉末出现。适宜的焊接温度低于420一次和二次焊接性良好，抗拉强度必须满足300g拉力情况下，持续10秒钟时间，无硅晶脱落现象。,原材料在各工序中的应用,2.回流条、互联条回流条、互联条常见的失效方式2.1外观检验：影响组件外观。2.2厚度：影响焊带电阻。2.3电阻率：内耗增加，组件输出功率减少。2.4抗拉强度：焊带与EVA的匹配性，考验焊带的抗疲劳能力。2.5伸长率：焊带与EVA的匹配性，考验焊带的抗疲劳能力。2.7焊接功能：银浆与互联条的欧姆接触不好，内阻增大，电池功率内耗增加,原材料不良对组件的影响,光伏行业对焊带的要求低电阻率：(焊带电阻率)=R(焊带电阻)A(焊带截面积)/L(焊带长度)安全载流量截面积一般对应3.75安培的电流强度的焊带的横截面应在0.3平方毫米或以上。力学性能因为焊带要接受温度循环试验冲击，所以需要一定的强度，否则容易发生断裂。抗拉强度指标：单片焊带150N/mm2，汇流条200N/mm2.抗老化性能能耐一定的酸碱腐蚀性，具有良好的抗疲劳特性。能保证25年的使用寿命。与硅片的相容性尽量使用软态焊带，降低电池片与硅片的热应力，降低裂片率。,原材料在各工序中的应用,焊带的主要厂家及性能参数焊带的厂家国外的如Ulbrich，国内的焊带厂家很多，如Sveck、宇邦等。下边是对Ulbrich与Sveck焊带的性能比较,原材料在各工序中的应用,注：焊带的断裂伸长率与焊带的硬度相关联，一般来说，焊带越软，断裂伸长率越大。,3.钢化玻璃3.1外观检验厚度为3.2mm，允许偏差0.2mm，厚度为4.0mm，允许偏差0.3mm。每片玻璃每米边长允许长度不超过10mm，自玻璃边部向玻璃板面延伸深度不超过2mm，自板面向玻璃厚度延伸深度不超过厚度三分之一的爆边的1处。圆形气泡要求：L1mm的不计，1mmL2mm允许有2个，任何面的开口气泡不允许。长形气泡的要求：宽度0.5mm，L1.5mm的不计，1.5mmL5mm允许有2个，L5mm不允许。宽度0.5mm，1.5mmL5mm允许有1个，L5mm不允许。夹杂物，结石玻璃内无未溶物，无夹杂物、线条、黑点、疵点、结石、皱纹、划伤等。钢化玻璃表面允许每平方米内深度小于0.5，宽度小于0.1mm，长度小于30mm的划伤数量不多于3条/m2。麻点检验钢化玻璃允许有据玻璃600mm正视不明显的麻点。,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.1外观检验崩边：ATB1/2TC1/2T个数:2S.缺角：A3mmB2mmC1/2T个数:2.,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.2颗粒度检验将钢化玻璃试样放在试验台上，并用透明胶带纸约束玻璃周边，已防止玻璃碎片溅开。在试样的最长边中心线上距离周边20mm左右的位置，用尖端曲率半径为0.2mm0.05mm的小锤或冲头进行冲击，使试样破碎。保留图案的措施应在冲击后10s后开始并且在冲击后3min内结束碎片计数时，应除去距离冲击点半径80mm以及距玻璃边缘或钻孔边缘25mm范围内的部分。从图案中选择碎片最大部分，在这部分中用50mm50mm的计数框计算框内的碎片数，每个碎片不能有贯穿的裂纹存在，横跨计数框边缘的碎片按1/2个碎片计算。在50mm50mm的区域内碎片数必须超过40个。,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.2颗粒度检验演示图,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.3透光率检验试样制备：3个试样尺寸:5050毫米；原厚试样应均匀，不应有气泡，表面光滑平整，无划伤，无异物和油污。实验条件：235；相对湿度：5020%。启动仪器，预热10分钟。测定试样厚度。调节零点旋钮，使积分球在暗色时检流计的指示为零。当光线无阻拦时，调节仪器使检流计的指示为100，然后把试样放进仪器，读取检流计的指示刻度应大于91%，AR玻璃透光率大于94.3%。,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.4玻璃弯曲度3.4.1整体弯曲度不得大于3/m(即0.3%)。3.4.2局部弯曲度紧靠边部测量,波形不得大于0.40/300m。距边端25起测量，其弯曲度不得大于0.35/300。,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.5钢球冲击试验3.5.1试样与制品同厚度同种类的，且与制品在同一工艺条件下制造的尺寸为610mm*610mm的平面钢化玻璃6块。3.5.2试验时应使冲击面保持水平，需要使用相应的辅助框架支撑。3.5.3使用直径为63.5mm(质量约1040g)表面光滑的钢球在距离试样表面1000mm的高度使其自由落下。冲击点应在距离试样中心点25mm的范围内。3.5.4试样破坏数不超过1块为合格，多于或等于3块为不合格。破坏数为2块时，再另取6块进行试验，试样必须全部不被破坏为合格。,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.5钢球冲击试验,原材料在各工序中的应用,3.钢化玻璃3.1钢化玻璃常见的失效方式3.1外观：组件外观不良、组件爆裂。3.2颗粒度检验：组件钢化不良，组件在封装或使用过程中自爆。3.3透光率：降低组件的输出功率。3.4弯曲度：组件弯曲度超标。3.5冲击试验：组件钢化不良，组件在封装或使用过程中自爆。,原材料不良对组件的影响,原材料在各工序中的应用,4.EVA4.1EVA的交联反应EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）胶膜是一种受热发生交联反应，形成热固性凝胶树脂的热固性热熔胶。EVA胶膜在未层压前是线性大分子，当受热时，交联剂分解，形成活性自由基，引发EVA分子间反应形成网状结构。从而提高EVA的力学性能、耐热性、耐溶剂性、耐老化性。,交联,原材料在各工序中的应用,4.EVA4.2EVA的主要组成及对其性能影响EVA胶膜主要由EVA主体、交联剂体系（包括交联引发剂和交联剂）、阻聚剂、热稳定剂、光稳定剂、硅烷偶联剂等组成。各部分对EVA性能的影响如下：,原材料在各工序中的应用,4.EVA4.3EVA主要供应商及性能比对EVA厂家众多，主要EVA供应商有日本三井化学，Bridgestone，国内的如First，台塑。下面是BridgestoneS11与FirstF806差异的对比。注：未列出的性能参数二者差距不大。,原材料在各工序中的应用,4.EVA4.4EVA的评价指标及检验方法,原材料在各工序中的应用,4.EVA4.5衡量EVA质量的5个主要指标4.5.1完全交联度:70%-90%。4.5.2剥离强度:EVA与玻璃40N/cm，EVA与TPT40N/cm。4.5.3收缩率:1203min横向5%,纵向2%。4.5.4透光率90%。4.5.5抗紫外线老化，波长100nm400nm，封装后7.5Kwh/m2不发黄。,原材料不良对组件的影响,4.EVA4.6常见的EVA失效方式4.6.1发黄：EVA发黄由两个因素导致（主要是添加剂体系相互反应发黄；其次EVA自身分子在氧气、光照条件下，EVA分子自身脱乙酰反应导致发黄），所以EVA的配方决定其抗黄变性能的好坏。4.6.2气泡：气泡包括两种，层压时出现气泡和层压后使用过程中出现气泡。层压时出现气泡（EVA的添加剂体系，其它材料与EVA的匹配性，层压工艺均有关系）；层压后出现气泡（这个导致的因素众多，一般是由材料间匹配性差导致）。4.6.3脱层：与背板脱层（交联度不合格，与背板粘结强度差）；与玻璃脱层（硅烷偶联剂缺陷，玻璃脏污，硅胶封装性能差，交联度不合格）。,5.背板5.1背板的结构及特点由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，主要由三层组成：含氟膜（或其替代物）+PET层(或其替代物）+与EVA粘结层（有含氟膜、改性EVA、PE、PET等）。特点：优异的耐侯性低的水汽渗透率良好的电绝缘性一定的粘结强度,经典TPT结构背板图示,原材料在各工序中的应用,5.背板5.1含氟膜（或其替代物）主要有PVF（聚偏氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、THV（四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物）、聚酰亚胺、改性PET（聚对苯二甲酸乙二酯）等。各种膜性能对比,加工方式不同对膜的性能影响很大，一般说来挤出法优于流延法，涂布法因为其工艺尚不成熟，性能相对最差。,原材料在各工序中的应用,5.背板5.2PET（聚对苯二甲酸乙二酯）作用：降低水汽透过率优异的绝缘性能缺点：在高温高湿中容易水解在紫外光照中易发生光降解,原材料在各工序中的应用,5.背板5.3与EVA粘结层与EVA粘结层主要有含氟膜和EVA（不同于EVA胶膜）两大类性能要求：优秀的抗紫外能力较高的光反射率一定粘结强度与EVA粘结层性能比较,原材料在各工序中的应用,5.背板5.4市场上主流背板及其组成目前背板主要有：TPT结构，TPE结构，纯PET结构，APA结构，AAA结构等。（此处T泛指含氟层）TPT结构：含氟层+PET+含氟层TPE结构：含氟层+PET+EVA（低VA含量）APA结构：聚酰亚胺+PET+聚酰亚胺AAA结构：三层聚酰亚胺复合国外较知名的背板厂家有：Isovolta、Krempel、3M、Keiwa、Toyal等。国内的背板厂家主要有：台湾台虹、杭州特富龙、苏州中来、苏州赛伍，其中特富龙和中来属于自主研发，台虹和赛伍的含氟膜是从国外采购。,原材料在各工序中的应用,5.背板几种主流背板性能对比,原材料在各工序中的应用,5.背板5.5背板的评价指标及检验方法,原材料在各工序中的应用,5.背板5.6常见的背板失效方式5.6.1背板自身结构缺陷：使用年限不达标（表现为PET脆化、发黄，背板破裂，如纯PET结构组件一般使用年限不超过10年）。5.6.2层间胶黏剂缺陷：背板层间分层（涂胶工艺稳定性问题，或层间胶黏剂粘结强度不够，或层间剥离力老化衰减快）5.6.3与EVA粘结层缺陷：脱层（表面处理问题，EVA质量问题，交联度不达标）、发黄（材料不耐老化，如东洋PVDF+W-PET+V-PET+LE的LE层容易老化发黄）。5.6.4背板的材质决定了组件的使用年限。,原材料不良对组件的影响,6.硅胶6.1硅胶的分类6.1.1单组分室温硫化硅橡胶6.1.2双组分缩合型室温硫化硅橡胶6.1.3双组分加成型室温硫化硅橡胶,原材料在各工序中的应用,脱肟型脱酸型脱醇型脱胺型脱酰胺型脱酮型脱醇型,6.硅胶6.2单组分与双组分硅胶的区别单组分硅胶是区别双组分硅胶而命名的，双组分硅胶在使用时需要将A（基体）、B（固化剂）两组分按一定比例混合，然后发生交联固化。单组分硅胶则是在使用前不需要加入固化剂，其生产过程中已加入潜伏性固化剂，使用时遇热或与空气中水汽反应就开始反应和固化。单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度，因此，利用温度的调节可以控制其硫化速度。,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.3不同端基硅胶性能差异（单组分）,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.4光伏行业对硅胶的总体性能要求具有弹性,应变能力良好的电绝缘性能良好的耐气候性能粘接、密封性能可靠不失效,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.5单组分硅胶在选材及使用过程中的注意事项6.5.1硅胶固化依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于厚度6毫米以下的场合；6.5.2对温湿度需有控制，湿度太大，会导致硬化后的橡胶强度降低湿度太小，固化速度减慢，不利于固化；6.5.3金属腐蚀问题：单组分RTV橡胶中的物质会引起金属腐蚀的可能。脱醋酸会引起生锈，脱肟型RTV橡胶在密闭状态下会腐蚀金属铜；6.5.4与EVA相容性：硅胶中的催化剂有可能与EVA中添加剂反应；6.5.5与接线盒相容性：脱肟型硅胶会与PC材质的接线盒发生反应。,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.6硅胶的主要评价指标及检测方法,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.6硅胶的主要厂家国外硅胶厂家如道康宁，国内的硅胶厂家有北京天山，上海回天，广州白云等。下边是天山硅胶的一些检测项目(仅作参考）。,原材料在各工序中的应用,6.硅胶6.6常见的硅胶失效方式6.6.1自身老化：表现为硅胶表面发黄，弹性变差，或呈粉尘状，霉变等。自身老化可能导致封装不良。6.6.2剥离强度差：表现为接线盒不能承受相应拉力而剥落，双组分灌封胶体现为与接线盒内壁粘结不良。6.6.3剪切强度差：导致封装不良。6.6.4封装不良：具体表现为湿漏电测试不通过，湿热后组件边缘失效。,原材料不良对组件的影响,7.接线盒7.1接线盒的种类接线盒主要有两种类型：普通和灌封两种。普通接线盒采用硅胶密封圈密封，灌胶接线盒则采用双组分硅胶填充来灌封，普通接线盒应用较早，操作简单，但是密封圈使用年限较长时易老化。灌封接线盒操作较复杂（需要填充双组分硅胶，并固化），但密封效果好，耐老化，能保证接线盒密封长期有效，且价稍便宜。注：灌封装接线盒以前一般用于薄膜组件，但是目前如尚德、阿特斯等也将其应用与晶体硅组件。,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.1接线盒的种类,原材料在各工序中的应用,普通接线盒,灌封接线盒,7.接线盒7.2接线盒的组成及要求接线盒主要由上盖、密封圈（灌封接线盒无）、二极管、连接装置、散热装置（取决于接线盒的设计）、盒体组成。盒体及上盖：一般由PPO（聚苯醚）或PA（尼龙）注塑而成，要求具有优异的耐老化性能，并具有一定的强度，耐高温，抗温度冲击。密封圈：防水防尘，要求弹性好，耐老化性能好。二极管：起保护组件的作用，电性能符合要求，工作时结温不大于指标值，耐腐蚀。连接装置：引出端强度达标。,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试-湿绝缘灌胶接线盒：在容器中加水和0.1%的中性洗涤剂（表面活性剂）将接浸入其中，两条引出线高于水面且不粘湿，如图4所示。1分钟后，用500V兆欧表测量引出线和介质水间的电阻值，应大于50M。,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试-湿绝缘现场接线接线盒：在容器中加水和0.1%的中性洗涤剂（表面活性剂）将接线盒浸入水中5秒钟后，将模拟组件升到图5所示位置，使水位低于电缆出线处，用500V兆欧表测量引出线和介质水间的电阻值，应大于50M。,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试-高压测试检验用单面粘接的铝箔包裹在接线盒外部，如图6所示，跨接连接在接线盒引出线和铝箔间，以不大于1000V/s的速率升压至6000d.c.,其漏电流增加值50uA为合格。,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试-耐高温性能检验热压痕试验A)将接线盒材料（接线盒盒盖和盒底）放入烘箱中垫平、垫实，压以重物如图9所示。其中三个钢球的直径均为5mm，重物质量为6Kg，尽量使三只钢球承受的压力均衡。B)将烘箱温度设定为1255，时间90分钟。C)取出样品，如图10，测量压痕直径不大于2mm。如果三只钢球压痕均符合则合格，如果压痕直径相差超过10，且超差和不超差的压痕均存在则应重新试验，如果3压痕直径均超差，则判为此项不合格,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.3接线盒性能测试-耐高温性能检验热压痕试验,原材料在各工序中的应用,7.接线盒7.4接线盒常见的失效方式二极管失效：二极管击穿，不能反向导通（或反向导通时电阻过大），结温过高。接线盒材料老化：PPO材质一般耐老化性能良好，