光伏电池片的制作、光伏电池组件的制作

光伏技术应用 电池片生产流程与加工工艺 光伏组件生产流程与加工工艺 太阳能电池 太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件 太阳能电池 又叫光生伏打电池 它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 是太阳能光伏发电的最核心的器件 2 太阳能电池分类 晶体硅电池 单晶硅 晶体硅电池 多晶硅电池 一 太阳电池生产工艺流程 工序一 硅片清洗 制绒 目的 HNO3 硝酸 对硅表面氧化 打破了硅表面的Si2H键 使Si氧化为SiO2 然后HF溶解SiO2 并生成络合物H2SiF6 从而导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀 形成的半球状的绒面 有利于减少光反射 增强光吸收 原理 利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性 对硅进行氧化和络合剥离 导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀 从而形成类似 凹陷坑 状的绒面 工序二 扩散 制结 硅片的单 双面液态源磷扩散 制作N型发射极区 以形成光电转换的基本结构 PN结 POCl3液态分子在N2载气的携带下进入炉管 在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换 并扩散进入硅片表面 激活形成N型掺杂 与P型衬底形成PN结 扩散炉 工序三 刻蚀 等离子刻边 去除扩散后硅片周边形成的短路环 等离子体刻蚀机 工序四 去除磷硅玻璃 PSG 去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃 磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层 工序五 PECVD 目的 渡减反射膜 钝化 PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备 PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition 制作减少硅片表面反射的SiN薄膜 80nm 反应气体为SIH4和NH3 工序六 丝网印刷 用丝网印刷的方法 完成背场 背电极 正栅线电极的制作 以便引出产生的光生电流 工艺原理 给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆 通过烧结后形成欧姆接触 使电流有效输出 正面电极用Ag金属浆料 通常印成栅线状 在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率 背面通常用Al金属浆料印满整个背面 一是为了克服由于电池串联而引起的电阻 二是减少背面的复合 背电极印刷及烘干 银浆或铝浆 背电场印刷及烘干 铝浆 正面电极印刷 银浆 丝网印刷机 工序七 烘干和烧结 目的及工作原理 烘干金属浆料 并将其中的添加料挥发 在背面形成铝硅合金和银铝合金 以制作良好的背接触 在正面形成银硅合金 形成良好的接触和遮光率 Ag浆料中的玻璃添加料在高温 700度 下烧穿SiN膜 使得Ag金属接触硅片表面 在银硅共熔点 760度 以上进行合金化 工序八 分类检测 工作原理 通过模拟太阳光脉冲照射PV电池表面产生光电流 光电流流过模拟负载 在负载两端产生电压 负载装置将采样到的电流 电压传送给SCLoad计算 得到IV曲线及其它指标 SCLoad根据测试结果 按照给定的分类规则分类 太阳电池的电性能参数 Isc 短路电流 Uoc 开路电压 Impp 最大电流 Umpp 最大电压 Pmpp 最大功率 Rs 串联电阻 Rsh 并联电阻 FF 填充因子 EFF 转换效率 太阳能电池的品质要求 尽可能高的转换效率表面状况良好 颜色均匀 图案完整 清晰 对称 低损耗 硅片破损率低 弯曲度小 生产高效率电池片应具备的条件 工艺 有优良的工艺并且与设备匹配 设备 稳定性好 维修频率低 日损耗小精确度高 便于标准化生产 操作简单安全 配套设施齐全 环境 净化级别达标 避免产品污染 操作 按照SOP操作 避免污染 原材料及辅助用料 用料品质达标 part1 part2 part3 part6 part5 part4 二 太阳能电池组件生产流程 什么是太阳能电池组件 电池组件定义 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 作用 单个太阳能电池往往因为输出电压太低 输出电流不合适 晶体硅太阳能电池本身又比较脆 不能独立抵御外界恶劣条件 因而在实际使用中需要把单体太阳能电池进行串 并联 并加以封装 接出外连电线 成为可以独立作为光伏电源使用的太阳能电池组件 也称光伏组件 太阳能电池组件通过吸收阳光 将太阳的光能直接变成用户所需的电能输出 光伏组件输出功率 从零点几瓦到数百瓦不等 太阳能电池组件是太阳能照明设备和发电设备能够正常工作的源头 太阳能电池组件生产流程 1 电池检测 分片 2 正面焊接 检验 3 背面串接 检验 4 叠层 玻璃清洗 材料 TPT EVA 检验 玻璃预处理 敷设 5 中道检验 过程检验 6 层压 去毛边 7 装边框 涂胶 装角键 冲孔 装框 擦洗余胶 8 焊接接线盒 9 高压测试 10 组件测试 11 外观检验 12 包装入库 1电池检验 分片 1 电池检验 由于电池片制作条件的随机性 生产出来的电池性能不尽相同 所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起 所以应根据其性能参数进行分类 电池测试即通过测试电池的输出参数 电流和电压 的大小对其进行分类 以提高电池的利用率 做出质量合格的电池组件 2 正面焊接 将汇流带焊接到电池正面 负极 的主栅线上 汇流带为镀锡的铜带 我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上 焊接用的热源为一个红外灯 利用红外线的热效应 焊带的长度约为电池边长的2倍 多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连 正面焊接 3背面串接 背面焊接是将72片电池串接在一起形成一个组件串 我们目前采用的工艺是手动的 电池的定位主要靠一个膜具板 上面有72个放置电池片的凹槽 槽的大小和电池的大小相对应 槽的位置已经设计好 不同规格的组件使用不同的模板 操作者使用电烙铁和焊锡丝将 前面电池 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72片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线 背面串接 4叠层 背面串接好且经过检验合格后 将组件串 钢化玻璃和切割好的EVA 背板 TPT 按照一定的层次敷设好 准备层压 玻璃事先涂一层试剂 primer 以增加玻璃和EVA的粘接强度 敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置 调整好电池间的距离 为层压打好基础 敷设层次 由下向上 玻璃 EVA 电池 EVA 背板TPT 叠层 5中道检验 过程检验 层压前检验人员负责对层叠好后待压组件进行100 目检检验范围在观察架区域 要求在观察架上无组件检验时可在层叠区域观察层叠员工是否按标准操作 存在过程检验 发现问题时 请在 中检工序检查记录表 上清楚记录 如有异常问题 请及时反馈 并使相关人员进行返工处理保质保量的完成赋予的生产任务 检验 6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 层压工艺是组件生产的关键一步 层压温度层压时间根据EVA的性质决定 我们使用快速固化EVA时 层压循环时间约为22分钟 固化温度为145 左右 层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边 所以层压完毕应将其切除 层压 7固化 装框 类似与给玻璃装一个镜框 给玻璃组件装铝框 增加组件的强度 进一步的密封电池组件 延长电池的使用寿命 边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂 1527硅胶 填充 8焊接接线盒 在组件背面引线处焊接一个盒子 以利于电池与其他设备或电池间的连接 焊接面积大于总面积的80 接线盒用1521 A B 硅胶一定比例填充 9组件清洗 好的产品不仅有好的质量和好的性能 而且要有好的外观 所以次工序保证组件清洁度 铝边框边上的毛刺要去掉 确保组件在使用减少对人体的损伤 10组件电性能测试 组件测试 测试的目的是对电池的输出功率等参数进行标定 测试其输出特性 确定组件的质量等级 10组件电性能测试 终测机