光伏焊带助焊剂的研制PPT课件.ppt

10月份工作总结 日期 2015 10 30 2020 2 5 1 2020 2 5 工作内容 一 项目研究开发煤干馏查阅了一定量资料对煤干馏项目现有工艺状况 流程以及干馏产物的去向进行了初步了解 光伏焊带1 了解了太阳能电池全产业链 2 了解了光伏用焊带的产品种类 生产厂家 制作工艺以及发展方向 3 通过查阅大量文献和专利研究了助焊剂的组成及作用 并初步拟定了光伏焊带预涂助焊剂的成分 2 光伏用焊带研究报告 对焊带预涂助焊剂的研究 2020 2 5 3 报告内容 光伏全产业链介绍光伏组件构造介绍光伏用焊带产业现状助焊剂的组成与性能研发项目的突破方向 2020 2 5 4 光伏全产业链介绍 国际能源署2014年10月预测 2013年全球光伏行业市场约38GW 到2030年有望增长到123GW 到2040年之前可能会出现200GW的需求高峰 美国彭博新能源财经的研究报告则称 到2030年 太阳能将超越其他新能源技术 成为最便宜的能源 目前 已有不少国家的太阳能电力达到了平价水平 甚至低于化石燃料 太阳能发电在世界 2020 2 5 5 2011年前后 光伏组件的产量占到全球近80 产能严重过剩 美国与欧洲发起 双反 2012年前后 光伏企业为走出寒冬而进行自救 到海外建光伏电站成为一种趋势 2013年下半年 光伏行业出现回暖苗头 2014年至今 光伏行业处于加速回暖状态 国家能源局数据 截至2015年6月底 全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦 其中 仅今年1 6月 全国就新增光伏发电装机容量773万千瓦 2015年3月28日 国家发改委 外交部 商务部联合发布 推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动 强调沿线各国应积极推动水电 核电 风电 太阳能等清洁 可再生能源合作 太阳能发电在中国 2020 2 5 6 上游硅原料 硅棒 硅锭 硅片 中游光伏电池下游光伏系统应用产品 组件 控制器 蓄电池 交流逆变器 太阳能电池产业链 单晶硅 多晶硅 非晶硅 薄膜 光伏组件 2020 2 5 7 光伏组件构造介绍 具有外部封装及内部连接 能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池组合装置 叫太阳能电池组件 即多个单体太阳能电池互联封装后成为组件 将太阳能电池片串联 并联提高输出功率 防碎防腐蚀 隔绝空气以延长电池的使用寿命 电池组件的概念及意义 2020 2 5 8 电池组件的组装流程示意图 2020 2 5 9 单焊是将互联条焊接到电池正面 负极 的主栅线上 互联条为镀锡的铜带 焊带的长度约为电池边长的2倍 电池组件组装的主要步骤 2020 2 5 10 串焊操作者使用电烙铁和焊带将单片焊接好的电池的正面电极 负极 焊接到 后面电池 的背面电极 正极 上 这样依次将N张片串接在一起并在组件串的正负极用汇流带焊接出引线 电池组件组装的主要步骤 2020 2 5 11 层叠背面串接好且经过检验合格后 将组件串 玻璃和切割好的EVA 背板按照一定的层次敷设好 准备层压 电池组件组装的主要步骤 2020 2 5 12 EVA是一种热融胶粘剂 常温下无粘性而具抗粘性 以便操作 经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化 并变得完全透明 长期的实践证明 它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果 固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性 它将晶体硅片组 上盖下垫 将硅晶片组包封 并利用真空层压技术和上层保护材料玻璃 下层保护材料TPT 聚氟乙烯复合膜 粘合为一体 电池组件组装中的EVA 2020 2 5 13 层压将敷设好的电池放入层压机内 通过抽真空将组件内的空气抽出 然后加热使EVA熔化将电池 玻璃和背板粘接在一起 最后冷却取出组件 电池组件组装的主要步骤 2020 2 5 14 光伏用焊带产业现状 光伏焊带又称涂锡铜带 就是在设定规格的铜带表面 涂覆一层二元或三元低熔点合金 应用于光伏组件电池片的连接 互联条和汇流带统称为光伏焊带 互联条主要用于电池片之间的串联 将电池片上收集的能量输出 要求其宽度与电池片主栅线的宽度一致 汇流带主要用于电池片上互联条之间的焊接 将互联条上收集到的电流进行最终输出 可以将电池片组进行串联 并联 最终引出正 负极 光伏用焊带概述 2020 2 5 15 选择好与焊带规格对应的铜丝 利用压延机压片后进行退火处理制成合格铜带 在其表面涂覆一层二元或三元低熔点合金 涂覆合金的方法有电镀法 真空沉积法 喷涂法及热浸涂法 热浸涂法即将制备好的基体铜带通过导轮将其浸入配好的熔液中 在助焊剂的作用下与合金熔液反应 将合金熔液自然附着在基体表面 然后用一定的方法将其冷却 最常用的方法是气吹法 光伏用焊带的制备工艺 2020 2 5 16 1 江苏太阳光伏科技有限公司2 上海赛历新材料科技有限公司3 昆明三利特科技有限责任公司4 无锡市斯威克科技有限公司5 苏州宇邦新型材料有限公司6 保定市易通光伏科技有限公司7 江苏阳晟能源科技有限公司8 绍兴市力博集团有限公司9 苏州工业园区盛事佳光伏有限公司10 常熟市震奥太阳能器材有限公司 光伏用焊带的主要生产厂家 2020 2 5 17 1 含铅焊带2 无铅焊带 光伏用焊带的种类 Sn63Pb37 Sn60Pb40 Sn62Pb36Ag2 Sn100 Sn96 5Ag3Cu0 5 Sn96 5Ag3 5 Sn42Bi58 注意 在不使用铅的焊料中普遍存在熔点高 流动性差的问题 含铅熔点 170 190 无铅熔点 210 230 2020 2 5 18 2020 2 5 19 欧盟RoSH指令 TheRestrictionoftheuseofCertainHazardousSubstancesinElectricalandElectronicEquipment 的英文缩写 简称RoHS指令 欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令明确规定了六种有害物质的最大限量值 铅 0 1 汞 0 1 镉 0 01 六价铬 0 1 多溴联苯 PBB 0 1 多溴联苯醚 PBDE 0 1 光伏用焊带的国际国内指标 2020 2 5 20 环保型涂锡铜带SGS检测认证国际电工协会IEC61249 2 21无卤素标准要求溴 氯化物之含量必须低于900ppm 总卤素含量则必须低于1500ppm欧盟REACH标准 光伏用焊带的国际国内指标 2020 2 5 21 电池片在焊接过程中会出现虚焊 假焊 脱焊 过焊 的现象 究其原因 主要有 1 栅线受潮氧化 银电极不能很好粘合 2 焊带表面氧化 3 焊带焊料熔化不完全 4 润湿性不好 5 焊接速度过快 焊接压力过大或过小 6 温度传导不均匀 太阳能电池片焊接不良的原因分析 2020 2 5 22 助焊剂的组成与性能 几乎所有的金属暴露于空气中就会立刻氧化 氧化物会阻碍润湿 阻碍焊接 有一些材料可以去除氧化物且盖住金属表面使氧化物不再形成 这就是助焊剂 它是焊接工程必要的材料 传统意义上的助焊剂为膏状固体 以松香焊膏为首 国内外助焊剂一般由活化剂 溶剂 表面活性剂和一些特殊成分组成 特殊成分包括缓蚀剂 防氧化剂 成膜剂等 助焊剂的组成 2020 2 5 23 1 利用其化学作用清除铜带及被焊基体表面的氧化物薄膜 生成的化合物被熔融状态的锡料还原为对应单质 更好地促进了焊带铜原子与被焊金属原子之间的相互扩散 达到焊接目的 2 覆盖在焊料表面 防止焊料或金属继续氧化 3 增强焊料和被焊金属表面的活性 降低焊料的表面张力 提高润湿能力 4 加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递 5 合适的助焊剂还能使焊点美观 助焊剂的作用 2020 2 5 24 活化剂其主要作用是在焊接温度下去除被焊基体和焊料表面的氧化物 从而提高焊料和被焊基体之间的润湿性 传统的为无机物 松香 有机卤化物 现多为有机酸和有机胺等 1 无机物有无机酸 无机盐等 如 盐酸 氢氟酸和正磷酸 氯化亚锡 氯化锌 氯化铵 氟化钾和氟化钠等 2 松香 Colophony 用分子式表示为C19H29COOH 一般占助焊剂体系的55 65 含有羧基 在一定的温度下有一定的助焊作用 3 有机卤化物有脂肪胺的氢卤酸盐和芳香胺的氢卤酸盐 卤化物对焊接过程中的氧化物的去除非常有效 通常被作为高效的活性剂而加入助焊剂中 但卤素由于会引起电子迁移而导致绝缘电阻下降 严重时会引起电路的腐蚀 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 25 4 有机酸有羧酸和磺酸 此为活性剂的重点 5 胺和酰胺及其衍生物有甲胺 二甲胺 三甲胺 乙胺 异丙胺 丁胺 二丁胺 乙二胺 三醇胺 磷酸苯胺等 现多为有机酸和胺的复合使用 特点是本身偏中性 腐蚀性很小 在焊接温度下可重新分解为原来的酸和胺 发挥活性 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 26 溶剂其主要作用是溶解焊剂中的所有成分 使之成为均匀的黏稠液体 对溶剂的选择应该考虑沸点 黏度 极性基团三方面 溶剂一般有醇类 酯类 醇醚类 烃类 酮类等 高沸点的醇保护效果较好 但黏度大 使用不便 低沸点的醇黏度低 但保护性差 可以考虑选择混合醇的方法 醚类溶剂的加入有三个优点 可以增加表面绝缘电阻 可以起到表面活性剂和润湿剂的作用 在焊接过程中能完全挥发 减少焊后残留 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 27 表面活性剂主要作用是降低焊剂的表面张力 可以是非离子表面活性剂 如OP系列 烷基酚聚氧乙烯醚 氟代脂肪族聚合醚 阴离子表面活性剂 如丁二酸二乙酯磺酸钠 阳离子表面活性剂 如十六烷基三甲基溴化铵 季铵氟烷基化合物 两性表面活性剂 一般选用非离子表面活性剂 因为离子型表面活性剂对活化剂的活性有所影响 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 28 成膜剂要求 焊接过程中呈现惰性 尽量充分挥发或分解 焊后形成的保护层应无粘性 尽量无色透明 目前大部分成膜剂多为树脂类产品 有机高聚物及改性纤维素等 例如环氧树脂以及各种合成树脂 丙烯酸树脂等 成膜剂选用烃 醇 脂 这类物质一般具有良好的电气性能 常温下起保护膜作用不显活性 在200 300 的焊接温度下显示活性 无腐蚀 防潮等特点 如长链脂肪烃 聚氧乙烯 聚乙烯醇 山梨糖醇 聚丙烯酰胺 硅改性丙烯酸树脂 松香甘油酯 硬脂酸甘油酯 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 29 缓蚀剂一般为吡咯类 苯并噻唑 巯基苯并噻唑 苯并三氮唑 苯并咪唑 甲基苯并咪唑 三乙醇胺 三乙胺 苯并三氮唑 BTA 是铜的高效缓蚀剂 其加入可以抑制助焊剂中的活性物质对铜产生的腐蚀 一般认为苯并三氮唑 BTA 与铜反应生成不溶性聚合物沉淀膜 能很好地抑制铜的腐蚀 助焊剂的成分及作用原理 2020 2 5 30 1 过多的助焊剂残留会腐蚀电池 2 降低电导性 产生迁移或短路 3 残留过多会粘连灰尘和杂物 4 影响产品使用的可靠性 5 影响EVA与电池的粘结 6 可能在电池的主栅线产生连续性的气泡 助焊剂残渣对组件造成的不良影响 2020 2 5 31 研发项目的突破方向 以原生产焊带为基础表面涂敷一层快速干燥的导电物质导电物质可再次熔化如不可再次熔化 则将导电物质的涂敷转移到组件焊接工序进行 易通光伏新产品开发的要求 2020 2 5 32 包装形式 光伏焊带的相关规格 2020 2 5 33 尺寸 厚度 宽度 光伏焊带的相关规格 2020 2 5 34 溶剂醇类和醚类复配的形式以增大各种助剂的溶解性 活化剂选用高低沸点脂肪酸与有机胺复配 降低制剂腐蚀性的同时保证在焊接全程具有较高的活化能力 适当加入一些表面活性剂提高焊料的润湿