光伏组件培训资料.ppt

光伏组件培训资料 编制 新员工培训材料 目录 光伏组件构成 光伏材料介绍 组件工艺介绍 常用参数 常见不良 光伏组件构成 组件在光伏产业链中的位置 光伏组件构成 组件的定义 能单独提供直流电输出 具有内部连接及封装 最小不可分割的太阳电池组合装置 光伏组件构成 组件的结构 为什么要制造组件 电压低仅0 5V左右 单片功率低 厚度越来越薄 达um级 电极暴露在空气中非常容易氧化 耐候性能差 衰减将会非常迅速 安装运输将非常困难 晶硅电池片 光伏组件构成 组件的结构 光伏组件构成 光伏技术的应用 光伏材料介绍 电池片 光伏焊带 助焊剂 钢化玻璃 胶膜 背膜 铝型材 硅胶 接线盒 晶硅电池片分类 单晶电池片多晶电池片非晶硅电池片 光伏材料介绍 电池片 太阳能电池片是光电转换的最小单元 一般不能单独作为电源使用 我司常用电池片为晶硅类太阳能电池片 多晶少彩多晶多彩 光伏材料介绍 电池片 太阳能电池发电原理 太阳能电池 光生伏打电池 是以半导体材料为基础的一种具有能量转换功能的半导体器件 是太阳能光伏发电最核心的器件 它是将光能直接转换成电能的物理电源 属绿色能源 太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成 高纯度的半导体材料加入硼可形成P型半导体 加入磷可形成N型半导体 N型半导体中含有较多的空穴 而P型半导体中含有较多的电子 当P型和N型半导体结合时在结合处会形成电势 当芯片在受光过程中 带正电的空穴往P型区移动 带负电子的电子往N型区移动 在接上连线和负载后就形成电流 光伏材料介绍 电池片 电池片表层结构 1 2 3 4 5 负极主栅线 负极 受光面 正极 背光面 1 细 副 栅线 2 减反射膜 3 正极主栅线 4 背场 银铝浆 5 光伏材料介绍 电池片 电池片面积 常见电池片面积为 125mm 125mm准方片 有对角大小区分 156mm 156mm准方片 有对角大小区分 储存方式 温度不高于30 湿度小于60 环境下密封保存 防重压 光伏材料介绍 光伏焊带 光伏焊带用于组件内部电池片的电性能连接 由纯度较高的铜作为基材 在其表面涂上锡层 一方面防止铜基材氧化变色 另外一方面方便于将材料焊接到电池的栅线上 焊带为焊接过程中的重要原材 起到互联和汇流作用 其质量的好坏直接影响组件的收集效率 对组件功率影响很大 焊带横截面 光伏材料介绍 光伏焊带 常见的包装方式为盘式包装 也有盒式 轴式包装 常用规格 通常规格与电池的栅线相匹配 宽度通常有1 6mm 1 8mm 2 0mm 3 8mm 5 0mm等几个规格 大于2 0mm宽度的通常用于电池串与串之间的连接 储存方式 温度不高于30 湿度小于60 环境下密封保存 防重压 助焊剂种类 一般助焊剂免清洗助焊剂 常用 光伏材料介绍 助焊剂 助焊剂作用 破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁 有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成 帮助焊接 除去互连条上的氧化层 增强焊料活性 减小焊锡表面张力 能覆盖焊料表面 防止焊料或金属继续氧化 加快热量从烙铁头向焊料和被焊物的表面传递 合适的助焊剂还能使焊点美观 光伏材料介绍 助焊剂 要有良好的助焊效果 使焊料与栅线牢固结合 焊接无残渣余留 免清洗 对电池本身 银浆及EVA无腐蚀性 助焊剂应为中性 无污染 无 微毒害 储存过程稳定 不易燃等 储存方式 密封 标识存放 储存于阴凉 通风处 温度不超过30 远离火种 良好的助焊剂PH值接近中性 不会对电池片产生较严重腐蚀 光伏电池用免清洗助焊剂应满足以下要求 光伏材料介绍 钢化玻璃 光伏超白压花钢化玻璃基本参数 玻厚为3 2 0 2mm 常用 含铁量 0 015 Fe2O3 可见透光率可 91 6 钢化玻璃又称强化玻璃 它是用物理的或化学的方法 在玻璃表面形成一个压应力层 使玻璃本身具有较高的抗压强度 钢化玻璃抗压 不抗拉 要避免钢化玻璃边 角碰撞 光伏材料介绍 钢化玻璃 钢化玻璃特性 强度高 抗压强度可达125Mpa以上 比普通玻璃大4 5倍 抗冲击强度也很高 弹性好 如一块1200mm 350mm的钢化玻璃 受力后可发生达100mm的弯曲挠度 当外力撤除后仍能恢复原状 而普通玻璃弯曲度只有几毫米 热稳定性好 在受极冷极热时 不易发生炸裂 耐热冲击 能承受204 温差变化 光伏材料介绍 钢化玻璃 钢化玻璃作用 保护电池片 提高组件整体机械强度 热稳定性好 有效保护组件于恶劣气候条件下使用 高透光率 在保护电池片的前提下提高组件的转换效率 储存方式 干燥 防潮 防撞 光伏材料介绍 胶膜 组件封装用胶膜是以EVA EthyleneVinylAcetate 为主要原料 添加各种改性助剂 充分混拌后 经热加工成型的薄膜状产品 业界一般直接称 EVA或胶膜 EVA是一种热融胶粘剂 厚度在0 4 0 6mm之间 表面平整 厚度均匀 内含交联剂 常温下无黏性且具抗黏性 当加热到一定温 度 140 时 交联剂分解产生自由基 引发EVA分子间反应 形成三维网状结构 导致EVA胶层交联固化 并变的完全透明 交联 光伏材料介绍 胶膜 EVA特性 具优良柔韧性 耐冲击性 弹性 光学透明性 低温绕曲性 黏着性 耐环境应力开裂性 耐候性 耐化学药品性 热密封性 与玻璃粘合后能提高玻璃的透光率 起增透作业 并对太阳能电池组件的输出功率有增益作用 常温下无粘性 便于裁切 叠层作业 光伏材料介绍 胶膜 EVA作用 封装电池片 防止外界环境对电池片的电性能造成影响 增强组件的透光性 将钢化玻璃 电池片 背板粘结在一起 具有一定的粘结强度 储存方式 温度不高于30 湿度小于60 环境下密封保存 防重压 避光 避热 避潮 光伏材料介绍 胶膜 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 故EVA的配方决定其抗黄变性能的好坏 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 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 常见的EVA失效方式 光伏材料介绍 背膜 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 具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 光伏材料介绍 背膜 TEDLAR是杜邦公司的注册商标 TEDLAR是聚氟乙烯薄膜 经典TPT背板结构图示 内层 优异抗紫外能力较高的光反射率一定粘结强度 中间层 优异的绝缘性能降低水汽透过率 外层 具优良耐候性 光伏材料介绍 背膜 TPT的性能和作用 保护 封装组件 使其具良好的抗环境侵蚀能力 增强组件抗渗水性 延长组件使用寿命 提高组件的绝缘性能 白色背板TPT 还具有对入射到组件内部的光进行散射 提高组件吸收光的效率 还可降低组件的工作温度 也有利于提高组件的效率 光伏材料介绍 背膜 背膜自身结构缺陷 使用年限不达标 表现为脆化 发黄 背膜破裂 如纯PET结构组件一般使用年限不超过10年 层间胶黏剂缺陷 背膜层间分层 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 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 背板的材质决定了组件的使用年限 常见的背膜失效方式 光伏材料介绍 背膜 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 光伏材料介绍 铝型材 我司使用的铝型材为 合金牌号为6063 供应状态为T5 膜厚级别为AA15的阳极氧化型材 主要添加合金元素为矽与镁 高温成形过程冷却 后进入人工时效的状态 平均膜厚 15um 局部膜厚 12um 阳极氧化 也即金属或合金的电化学氧化 是将金属或合金的制件作为阳极 采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜 金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能 如表面着色 提高耐腐蚀性 增强耐磨性及硬度 保护金属表面等 光伏材料介绍 铝型材 铝合金边框主要作用 保护玻璃边缘铝合金结合硅胶打边加强了组件的密封性能提高组件的整体机械强度便于组件的安装 运输 光伏材料介绍 硅胶 外观 其外观为白色 乳白色的细腻 均匀膏状物 无结块 气泡 凝胶 性能 具弹性 拉伸率具防水防潮 粘结 密封性能可靠不失效良好的电绝缘性能良好的耐化学腐蚀 耐候性 光伏材料介绍 硅胶 常用术语 指干时间 将产品用胶枪在实验板上打出细条状 即开始计时 直至用手指轻触胶条出现不粘手时 记录从挤出到不粘手所用的时间 作用 对组件有减震作用 减少组件因外来撞击造成的碎裂 对组件有密封作用 延长组件的使用寿命 光伏材料介绍 硅胶 常见的硅胶失效方式 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 自身老化可导致封装不良 剥离强度差 表现为接线盒不能承受相应拉力而剥落 剪切强度差 导致封装不良 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 光伏材料介绍 接线盒 光伏组件接线盒主要由接线盒与连接器两部分组成 主要功能是连接并保护组件 同时将组件产生的电流传导出来 常用接线盒主要技术要求 最大耐压 1000DC最大工作电流 16A使用温度 40 85 安全等级 Class 防护等级 IP65 接线盒 IP67 连接线 电缆尺寸 4mm2连接电阻 5m 光伏材料介绍 接线盒 各部件图示 1 正极连接器作用 连接电缆2 连接线作用 传导电流3 负极连接器作用 连接电缆4 合盖作用 保护内部装置5 二极管作用 单向导通6 盒体卡孔作用 合盖卡紧盒体7 接线端子作用 连接背板引出线8 正负极标示作用 标示正负极 光伏材料介绍 接线盒 主要特性 具良好抗老化 耐紫外线能力符合室外恶劣环境条件下的使用要求线缆的连接采用铆接与紧箍方式公母头的固定带有稳定的自锁机构 开合自如有防水 防尘设计 防触电保护 光伏材料介绍 接线盒 常见的接线盒失效方式 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 主要体现在连接端子易被腐蚀 塑料螺母低温冲击容易出现破裂 密封失效 密封圈老化 或灌封胶出现问题 导致湿漏电不通过 二极管失效导致的后果很严重 会导致组件报废 并引发火灾 或组件场不能正常工作 甚至损坏 另外 接线盒的设计 特别是对散热性能的考虑也很重要 组件工艺介绍 工艺流程 生产准备 电池片分选 将性能一致 颜色一致的电池片归类 提高电池的利用率 做出质量合格的组件 组件工艺介绍 使用仪器 电池片分选仪分选参数 最佳功率点电流及效率进行分档 外观 档次 组件电池外观完好 颜色均匀一致 允许相近颜色 但不允许跳色 如从黑色到蓝色 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 生产准备 电池片分选 组件工艺介绍 色差 组件电池片色差图例 生产准备 划片 组件工艺介绍 依组件需求设定电池片切割路线使用仪器 激光划片机分选要求 将性能一致 外观一致的电池片归类 注意事项 切割单片大小与规格需求一致 注意切痕深度控制 光束太强则会将电池片直接划断 易造成电池正负极短路 反之 则划痕深度不够 手折电池片时 易将电池片弄碎 注意色差区分及电池片缺陷筛选 指纹 汗渍会对电池片造成腐蚀 污染 故作业时须佩戴指套 生产准备 胶膜 背膜裁切 组件工艺介绍 依制程需求进行尺寸裁切 注意事项 裁剪尺寸不对 偏短 可能会导致材料无法使用 偏长 会导致物料浪费 手上污渍 汗渍易粘附在EVA TPT上 须佩戴指套作业 裁切前 须清洁工作台面 生产准备 焊带裁切 组件工艺介绍 依制程需求进行尺寸裁切 焊带裁切 浸泡助焊剂 焊带烘干 涂锡带为光伏组件焊接过程重要原材 焊带质量好坏直接影响组件电流收集效率 对组件功率影响很大 常见包装方式 盘式常见缺陷 蛇形弯曲 表面颗粒 涂锡不均等 单焊 组件工艺介绍 目的 将焊带与电池片正面 负极 主栅线焊接起来 为电池片的串联做准备 串焊 目的 将单焊好的电池片背面 正极 串连起来 为叠层做准备 电池片 电池片 电池串 焊接 单焊 串焊 注意事项 组件工艺介绍 注意事项 电烙铁温度须进行监控 否则容易造成虚焊 爆片 取放不规范 造成电池片破损 脏污等 焊接不规范 造成焊带偏离主栅线上 片距不一致 锡渣等 不同颜色的电池片串联在一起 造成跳色 组件不良或返工 未将焊带完全焊接在银浆上 造成虚焊 未戴指套 指套破损或未及时更换 汗渍 指纹印在电池片和背板上 无法去除 焊接模板清洁工作未做好 残留锡渣 焊带等 会造成电池片正面划伤 脏污 叠层 组件工艺介绍 目的 进行组件材料的铺设 电路排版 连接 为组件压合做准备 操作步骤 放置 清洁钢化玻璃放置EVA排电池串 焊接汇流带 修剪多余焊带放置EVA放置TPT 引出汇流带镜面检查 铺放顺序 铺设 焊连 铺设 镜检 叠层 组件工艺介绍 叠层注意事项 电烙铁温度监控不当 容易造成汇流条虚焊 铺锡 取放电池串不规范 造成电池片破损 脏污等 尺寸控制不严格 排版不齐 造成组件不良或返工 检验不到位 组件内有毛发 飞虫 杂物 正负极焊返等 叠层件放置不规范 造成电池片移位 汗渍 指纹印在电池片 EVA上 无法去除 EL检测 组件工艺介绍 目的 将叠层后的组件进行电致发光测试 以检测出异常电池片 有效控制组件品质 测试项目 电池片等级混片隐裂焊接黑斑栅线缺陷烧结缺陷原材污染电池片短路碎片 破片不明原因失效片失效组件 多晶组件EL成像 单晶组件EL成像 层压 组件工艺介绍 层压固化 将钢化玻璃 EVA 电池组 TPT等材料通过抽真空 加热 加压等系列过程 使其黏合在一起 完成电池封装 进行组件修边外观检查 修边 外观检查 层压 组件工艺介绍 注意事项 放置待层压组件时动作不规范 易造成电池片破损 移位等 机器误操作 易造成组件层压不良 盖置漆布时要求两人于层压机两侧同时盖布 注意不要使汇流带 TPT翘起或移位 修边时须注意安全 避免削坏背膜及手指 修边后放置组件时注意不要碰伤相邻的组件 装配 组件工艺介绍 型材打胶 粘贴接线盒 铝框打胶 装框 打框机打框 铝框打胶 背板汇流带处打胶 接线盒打胶 黏贴接线盒 组框 打框 背面补胶 装配 组件工艺介绍 注意事项 打胶时保持边框 组件清洁 打胶均匀 平滑 避免型材 背膜划伤 造成材料浪费 避免误使用有缺陷的铝型材 接线盒 造成重工 接线盒背面打胶时 涂胶均匀 平滑 胶线要求闭合 避免机器误操作 造成组件及人体伤害 清洗 组件工艺介绍 焊接电极 接线盒盖卡合 组件修边 清洗 接线 修边 背面清洗 正面清洗 注意事项 焊接牢固 防止型材 背板划伤 固化后胶条效果 测试 组件工艺介绍 对组件的开路电压 短路电流 输出功率 伏安特性曲线等进行测量 确定组件的质量 使用仪器 组件测试仪 组件测试仪 I V曲线 测试 组件工艺介绍 仪器校准数据不正确 导致组件测试数据失真 型材 背板划伤 测试数据未保存或保存不完整 注意事项 包装 组件工艺介绍 便于储存 便于运输 考虑包装的可靠性 目录 光伏组件构成 光伏材料介绍 组件工艺介绍 常用参数 常见不良 常用参数 Isc 短路电流 标准光强照射下 输出端短路时流过太阳电池两端的电流 Voc 开路电压 标准光强照射下 输出端开路时流过太阳电池两端的电压 Imp 最佳工作电流 伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流称为最佳工作电流 Vmp 最佳工作电压 伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压称为最佳工作电压 Pm 最大输出功率Rs 串联电阻 太阳电池内部的与p n结串联的电阻 它是由半导体材料体电阻 电