组件工艺流程及常见异常处理 PPT课件

组件工艺流程及常见异常理 1 太阳电池及组件的基本知识 太阳电池的结构和基本原理太阳电池的分类太阳电池组件的结构和基本原理太阳电池封装的重要性太阳电池封装的发展历程 2 硅片 电池片 发电应用系统 粗硅 高纯硅料 硅锭或硅棒 光电效应1839年 法国物理学家A E 贝克勒尔 A E Bequral 意外发现用两片金属浸入溶液后 当受到阳光照射时会产生额外的伏打电势 称之为金属浸入溶液的 光生伏打效应 1883年 有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应 利用物理学的光生伏特效应 是一种量子效应 直接将太阳能光能转变为电能 当太阳光照射在太阳电池表面时 电池吸收光能 产生光生电子 空穴对 在电池内建电场作用下 光生电子和空穴被分离 电池两端分别出现正负电荷的积累 即产生 光生电压 若在内电场的两端引出电极并接上负载 则负载中就有 光生电流 通过 从而获得功率输出 这种太阳能发电技术也称为光伏发电 太阳电池的基本原理 太阳光发电的特点 优点太阳光的能量是无穷无尽的无污染的能源无论规模大小 其发电效率几乎是相同的能在用电的现场发电即使是散射光也能发电特点入射能量较弱输出取决于气象条件和入射光输出是直流没有蓄电的功能 单晶硅太阳电池通常是以P型硅为衬底 扩散n型杂质 形成如图所示的结构 为了收集电流 在P型衬底的下表面有银电极 电池上表面同样制作银电极 接通两电极即能得到电流 太阳电池的结构 太阳电池的分类 晶体硅太阳能电池单晶硅 mono crystallineSi 多晶硅 multi crystallineSi 硅片生产流程 什么是太阳能电池组件 modules 实物图 截面图 钢化玻璃 EVA 背板 电池片 铝边框 接线盒 涂锡铜带 硅胶 电池封装的重要性 防止太阳电池破损太阳电池易破碎晶体硅呈脆性硅太阳电池面积大硅太阳电池厚度薄防止太阳电池被腐蚀失效满足负载要求 串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元太阳电池的抗自然特性差太阳电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减太阳电池对紫外线的抵抗能力较差太阳电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏太阳电池表面的金属化层容易受到腐蚀太阳电池表面堆积灰尘后难以清除 电池封装的发展历程 第一代 室温硫化硅橡胶封装第二代 聚乙烯醇缩丁醛 PVB 封装第三代 乙烯 醋酸乙烯共聚物 EVA 封装 太阳电池组件工艺过程及质量要求 15 组件生产工艺流程 14 包装入库 1 辅料准备 2 自动焊接 3 层叠敷设 5 层压 7 装框接线 8 固化 9 清洗 10 安规测试 11 功率测试 12 EL检测 13 品质检验 4 EL检测 6 外观自检 1 辅料准备 电池片分选 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 组件电池外观完好颜色均匀一致 颜色范围从黑色开始 经深蓝色 蓝色到淡蓝色 允许相近颜色 但不允许跳色 如从黑色到蓝色 背板 EVA 基材为无氧铜或紫铜表面镀锡 锡层总厚度50 55 m成分配比 63 Sn37 Pb或60 Sn40 Pb常见厚度 0 23mm 0 25mm 0 28mm 透光率 92 含铁量不超过0 015 机械强度大 机械载荷5400Pa分类 镀膜与非镀膜作用 保护电池片 提高组件机械强度 EVA是一种热熔胶联剂 当达到一定温度后 开始融化发生胶联反应 从线性结构转变为三维网状结构 作用 将各种材料紧密粘结在一起 增强组件抗震能力 增强组件透光率 抗紫外线 提高组件抗老化性能力 背板是由多层高分子薄膜组成的复合膜 主要由三层组成 含氟膜 或其它 PET 或其它 EVA粘结层 含氟或其它 外层具有优异的耐候性 中间层具有绝缘性和低透水性 内层具有反射性和粘结性 背板裁切 温度 15 28 湿度 60RH 裁切尺寸 L 0 4 尺寸点检3次 卷备料数量 600pcs备料数量 300pcs备料开始使用时间需要 2h EVA裁切 铜带裁切 温度 15 28 湿度 60RH 裁切尺寸 L 4 0 尺寸点检3次 卷备料数量 600pcs备料数量 300pcs备料开始使用时间需要 2h 温度 15 28 湿度 60RH 裁切尺寸 L 1mm尺寸点检2小时 次焊接拉力 20N焊接温度370 10 辅料裁切控制点 互联条 涂锡铜带 电池片 焊接后的电池片 串联为电池串 焊接的目的 将涂锡铜带在一定温度下焊接到电池片主栅线上 再将焊接后的电池片串联起来成电池串 电池片产生的电流通过互联条进行收集 1 2 2 焊接 单焊 串焊 电磁焊 红外焊 人工焊接 1 焊接效率低 2 人工成本高 3 需要人工裁切焊带 4 焊接质量差 出现虚焊 焊偏 堆锡 锡渣等不良 自动焊接 1 焊接速度快 1800pcs H 2 提升焊接质量 3 使用卷轴焊带 无需人工裁切 4 所需人工数量较手动焊接少 焊接方式 电磁焊接 小牛 KOMAX 红外焊接 奥特维 先导 传统人工焊接 自动化焊接 焊接控制点 小牛焊接机 190 210 奥特维焊接机 190 220 手工焊 单焊340串焊350 10 单点 1 3N 单根栅线均值 1 5N连续不合格点数 2个总不合格点数 5个6小时 次 台 偏移背电极W 0 8mm L 30mm N 2根 主栅线露白W 0 30mm的忽略不计 0 30mm W 0 5mm L 15mm 1处 片 W 0 5mm不允许 折弯长度1 0 1 6mm 折弯高度0 2 0 02mm 片间距2mm时 折弯点离电池片边缘0 2 0 5mm 片间距3mm时 折弯点离电池边缘0 7 1mm 焊接温度 焊接拉力 焊接偏移 折弯要求 铺设过程示意图 铺设次序示意图 EVA铺设 电池串铺设 焊接 铺设隔离 铺设背板 完成 3 层叠 温度15 28 湿度 60RH 焊接温度370 10 点检频率2小时 次 焊带不超出汇流条串间距符合要求呆滞时间 4小时检查背板面粘贴条码填写流程卡信息 作业前 01 作业过程 02 作业完成 03 层叠控制点 串错位 1mm胶带长度20 30mm焊带焊接长度 3 4EPE距玻璃3 5mm焊接时间1 3s焊接拉力 5N EL测试原理 通过外部给晶硅组件施加正向偏置电压 直流电源向晶体硅太阳电池注入大量非平衡载流子 促使电池片内部电子和空穴不断地复合发光 放出光子 再利用CCD相机捕捉到这些光子 通过计算机进行处理后以图像的形式显示出来 员工根据图形可以清晰辨别电池片内部缺陷 混档 隐裂 隐裂 污染 破片 短路 虚焊 断栅 4 EL测试 EL测试控制点 负载电流5 9A 负载电压35 55V 空载电压55 75V EL判定标准1 隐裂 短路 虚焊不允许2 断栅面积 10 数量 20pcs3 混档不允许4 亮片不允许5 看不见电池纹路的黑斑片不允许 第一阶段 上室抽真空 下室抽真空 排出层压机和组件内部空气 EVA受热融化 第二阶段 上室充气 下室抽真空 硅胶板下沉压平组件 组件保压胶联 第三阶段 上室抽真空 下室充气 开盖出料 层压完毕 5 层压 层压控制点 层压参数 外观检验 削边 边框注胶 接线盒灌胶 接线盒安装 组框 铝边框的作用 提高组件支撑强度 2 保护组件玻璃边角 防止湿气浸入 3 便于组件固定安装 6 装框 装框控制点 打胶 组框 装线盒 灌胶 胶量点检2小时 次10min使用完空胶距离 8mm硅胶量覆盖2 3胶槽 A面间隙 0 3mmA面错位 0 3mmC面间隙 0 8mmC面错位 0 5mm对角线差值 2mm尺寸公差 1 5mm 拆包数量 10个胶量要求JK06A30 5gJK06D E20 5g溢胶宽带3 10mm胶量点检2小时 次焊接面积 85 加锡焊接 表干点检2小时 次配比点检12小时 次胶管更换4小时 次互检焊接情况胶量要求JK06A50 5gJK06D E35 5g 装框胶量要求 层压板与铝边框的组装 要求具有良好的粘接力和机械强度 在承受外力作用下 具有一定的形变和位移能力 另外还要求具有良好的密封性 阻隔水汽渗透 要求具有足够的粘接力 耐候性强 长期使用线盒不脱落 要求具有良好的流动性和脱泡性 固化后 要求绝缘性好 导热性强 接线盒与背板粘接 接线盒灌封 单组份硅胶 双组份硅胶 注 硅胶的固化需要吸收空气中的湿气 环境温度越高 湿度越高 固化速度越快 固化深度由外向内逐渐加深 7 固化 打磨边框棱角 增加玻璃面透光率 增加外观清洁 清洗作用 清理边框和背板面上的残留硅胶和异物 清理玻璃面残留EVA和硅胶 保持玻璃面洁净无异物遮挡 由于组件在前道工序生产过程中玻璃面 背板 边框上沾有EVA 硅胶 异物等污渍 影响组件外观 使用锉刀打磨边框棱角 使棱角光滑无毛刺 8 清洗 固化清洗控制点 4小时固化 6小时固化 9小时固化 温度 25 2 湿度 75 95 RH 固化不同温湿度对应着不同的固化时间要求 温度 25 2 湿度 40 75 RH 温度 25 2 湿度 40 RH 耐压测试 绝缘电阻测试 接地连续性测试 测试目的 给组件施加3600V高电压 保持一定时间 测试组件漏电流的大小 测量要求漏电流不超过50 A测试条件 电压3600V 测试时间1S 升压时间8S 测试目的 给组件施加1000V电压 测量组件中的载流部分与组件边框或外部之间的绝缘是否良好 测量标准电阻不小于27M 测试条件 电压1000V 测试时间1S 测试目的 给组件施加37 5A电流 测试组件接地点与边框间的导通状态 测试标准电阻小于0 1 测试条件 电流37 5A 测试时间5S 电阻上限100m 测试期间 不允许裸手接触组件 必须佩戴绝缘手套和绝缘垫 9 安规测试 测量电性能参数确定组件的档次 确定组件的等级 给组件分档方便客户安装 模拟太阳光 10 IV测试 测试控制点 电压3600v升压时间8s测试时间1s漏电流 50 A 耐压测试 绝缘测试 接地测试 IV测试 标板温度25 1 组件温度25 2 3A认证光强1000W 电压1000V升压时间2s测试时间1s电阻 27M 电流37 5A测试时间5s电阻 0 1 监控要求0 3 0 8 以内校板0 3 以内无需校准0 8 以外2小时组件返工 便于储存 便于运输 11 包装 包装控制点 周转托盘组件放置数量 156 60P 125 72M 26pcs 156 72P M 25pcs 一体式包装需在底部增加25mm厚的泡棉 系统条码录入必须扫玻璃面条码 打包带数量 隔离木板 缠绕膜 电流分档 包装数量 M1 M2 M4 M3 现场工艺异常处理 OCAP文件 汇流条拉力不合格焊接拉力不合格交联度异常灌封胶表干异常安规测试异常IV测试监控异常FQC溢胶不良 41 1 汇流条拉力不合格 产线每班提供两次汇流条给IPQC进行拉力测试 拉力测试包括汇流条与汇流条和汇流条 20N 与互联条的焊接拉力 5N 测试 IPQC进行测试将测试结果记录于IPQC前巡记录表 若拉力测试不合格 需要二次抽样测试 复测不合格则需对异常发生前6H时间段内生产的组件进行隔离 复测合格组件正常流转工艺人员 设备人员接到IPQC PQE的反馈后15分钟赶到现场 根据拉力测试过的汇流条状况进行异常的分析确认 给出临时围堵措施 并由工艺人员同时进行问题排查 具体排查顺序分为 人员操作问题 工艺参数问题 设备问题 材料问题 组件处理流程 由品质人员对前6H所生产的组件做好标示后全部隔离至仓库隔离的组件的处理办法如下 品质和工艺应对组件进行再次确认 防止合格组件被隔离 品质IPQC对已隔离的组件随机抽取2pcs组件进行扒皮 进行拉力复测 测试合格则所有组件可以正常出货否则需再次随机抽取2pcs组件进行TC 200测试并由实验室出具报告 若TC200全部测试合格 则所有组件降瓦转库处理 否则全部组件作降级处理 2 焊接拉力不合格 生产部上班开机前提供产线所使用的电池拉力测试样片给IPQC与产线共同确认焊机机台号制作样片使用栅线完整的原损电池片 正面反面均焊接 每台机器样片共2片IPQC进行测试 拉力测试不合格 需在调试前加抽2片电池片进行复测 若复测不合格 则需对该机台当班生产的组件进行隔离 工艺人员 设备人员接到IPQC PQE的反馈后15分钟赶到现场 根据拉力测试过的汇流条状况进行异常的分析确认 给出临时围堵措施 并由工艺人员同时进行问题排查 具体排查顺序分为 人员操作问题 工艺参数问题 设备问题 材料问题 组件处理流程 由品质人员对前6H所生产的组件做好标示后全部隔离至仓库隔离的组件的处理办法如下 品质和工艺应对组件进行再次确认 防止合格组件被隔离隔离的组件随机抽取3pcs分别作HF10 TC50和热斑测试 全部测试合格 组件进行会签确认后放行任一项测试不合格 组件全部降级处理 对于进行可靠性测试的组件需由品质部提供电池片拉力测试数值 数值应包括拉力测试最大值 最小值 平均值等信息 3 交联度异常 IPQC制作交联度样品 实验室取样测试并发出交联度数据报告若出现交联度不合格机台 立即通知生产部对异常机台进行停机 并将异常信息提供给技术工艺部和设备部进行分析 待工艺和设备人员对异常机台调整后复测工艺人员 设备人员接到实验室人员的反馈后15分钟以内赶到现场 根据交联度实验数据对异常机台进行分析确认 并要求IPQC人员重新制样送往实验室复测 组件处理流程 品质和工艺应以24h为一个阶段对该层压机所生产的组件再次进行阶段性确认 防止合格组件被隔离 隔离的组件处理办法如下 随机抽取2pcs做交联度和剥离强度实验 实验室12h内出具报告 测试结果合格后 所有组件可以正常出货测试失败 随机抽取3pcs组件分别做TC50 HF10和DH1000测试 测试均合格 则组件进行会签后放行 否则组件作降级处理 4 灌封胶表干异常 产线每2小时进行一次灌封胶表干测试 由品质IPQC每6小时对灌封胶配比进行检确认 两项检验确认合格后 进行正常灌胶作业 灌胶表干点检或配比点检不合格第一时间通知工艺部门分析确认 工艺人员接到生产或品质人员的反馈后15分钟以内赶到现场 对表干不合格的灌封胶进行分析确认 同时进行问题排查 品质人员对表干测试前2小时的组件进隔离 不合格往前追朔前2小时所有生产组件进行比例为10 抽样测试 抽样检测发现不合格品 此2小时内生产所有组件返工处理 抽样检测方法为 对线盒内的灌封胶进行目视外观检验 表面有存在气泡或杂质残余均视为不合格 检验人员戴好手套使用手指按压灌封胶面 有胶溢出视为不合格 返工注意事项 如返工过程中划伤到线盒内部二极管必须更换组件线盒 对灌封胶进行表干测试合格后 重新对线盒进行灌胶 5 安规测试异常 作业人员穿戴好安全用具 绝缘鞋耐5 12kv 绝缘手套5 12kv 测试工作区域铺放好绝缘垫 组件在进入测试轨道前 组件边框安装好专用测试工装 确保工装无松动 测试过程中若出现不合格报警 作业人员及时报告班组长 由班组长通知设备 工艺人员进行排查 排查过程产线不得进行生产 问题解决后产线恢复正常作业 组件处理流程品质部需要对当班测所有组件进行隔离 生产部需将当班生产的组件进行重新测试隔离的组件处理办法如下 品质和工艺应对组件进行再次确认 防止合格组件被隔离对于安规测试不合格组件 生产必须对当班生产的组件进行重新测试重测仍不合格 组件进行会签后再行处理 6 IV测试监控异常 标板温度控制在25 1 测试组件温度控制在25 2 测试区域温度25 5 湿度 60 组件测试和监控 校板公差为 0 8 品质部每隔2h对功率测试仪进行功率数值监控 监控公差为 0 3 组件每2h监控期间 0 3 无需校板 在0 3 0 8 之内 需重新校准超过0 8 则判定为异常 品质需对2h内对应异常功率测试仪测试的组件进行隔离工艺人员接到IPQC PQE的反馈后15分钟内赶到现场 根据测试异常的状况进行异常的分析确认 并同时进行问题排查 排查完后通知相关责任部门人员到现场协助排查 具体排查顺序分为人员操作问题 环境参数问题 设备问题 标板问题 组件处理流程