【正文】 有殘留的焊錫和其他的臟污，如有，將電烙鐵頭在干凈的清潔棉上擦拭 去除殘余物；焊接時要用力均勻，不能用力過大，應(yīng)與電烙鐵自重力相當(dāng)；浸泡過助焊劑的焊帶不能在空氣中暴露太長時間，當(dāng)表面產(chǎn)生白色粉末狀時，要重新浸泡； 注意焊接溫度，溫度過低可能導(dǎo)致電池片的虛焊、過焊。手工焊接時電池片的定位主要靠模具板，上面有 9~12 個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極 (負(fù)極 )焊接到“后面電池”的背面電極 (正極 )上 【 11】（ 見圖 2— 5） 。 串焊需要注意的事項是焊接時不得有虛焊、毛刺等；正面焊帶附近不能有多余的助焊劑結(jié)晶；如發(fā)現(xiàn)有個別尺寸較大的電池片或正電極與負(fù)電極柵線偏移超過 時，可將其調(diào)整為該電池串的首片或尾片。這種串焊機采用電磁感應(yīng)焊接，最高溫度可達 300℃ 。 圖 2— 5 電池片串焊 圖 2— 6 自動焊接機 疊層鋪設(shè) 疊層鋪設(shè)是將背面串接好且經(jīng)過檢測好的組件串，與面板玻璃及裁制切割好的 EVA膠膜、 TPT背板按照一 定的層次鋪設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。鋪設(shè)層次由下到上依次為 玻璃、 EVA膠膜、電池片、 EVA膠膜、 TPT背板 【 13】 （ 圖 2— 7）。 中檢測試 中檢測試通常是 將串焊并匯流好的電池串組放置在組件測試儀上進行測試，通過觀察測試出來的功率曲線 符不符合設(shè)計要求，通過中檢測試可以發(fā)現(xiàn)電池片的虛焊等 問題 。鏡檢就是將組件放在組件鏡面觀察架組件是否有明顯裂片（透出亮光）；組件內(nèi)是否有異物、并片、焊接結(jié)晶、露白等缺陷；檢查組件電池片之間的間距是否正常。 圖 2— 8 鏡檢檢查 層壓 組件層壓工序就是將鋪設(shè)好得光伏組件放入層壓機內(nèi)（ 見圖 2— 9），通過抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使 EVA融化并加壓使融化的 EVA流動充滿玻璃、電池片和 TPT背板膜之間的間隙，同時通過擠壓排出中間的氣泡，將電池、玻璃和背板緊密黏合在一起，最后降溫固化的工藝過程 【 14】。抽氣完畢后，下一步是加壓 (層壓 )步驟。黏合在一起的整個光伏組件還要在這種狀態(tài)下保持一定時間，使 EVA固化。 圖 2— 9 層壓機 圖 2— 10 層壓后的組件 組件層壓需要注意的事項是擺放組件時應(yīng)平拿平放，手指不能按壓組件；隨時清理高溫布及上室氣囊、下室加熱板上殘留的 EVA或其他雜質(zhì)；層壓機長時間不使用，開機后要空機運轉(zhuǎn)幾個循環(huán)，以便將吸附在腔體內(nèi)的殘余氣體和水蒸氣抽出， 保證層壓質(zhì)量。 裝框是給玻璃組件裝入注硅膠的鋁邊框，增加組件的強度，延長電池的使用壽命。粘接接線盒是用硅膠將接線盒粘接在組件背面并將匯流條插入接線盒中的彈性插件卡子里 （ 見圖 2— 14） ，以利于電池組件與其他設(shè)備或電池組件間的連接 【 8】 。裝框時打膠 時，氣壓和膠槍移動速度控制要均勻 。 圖 2— 15 清洗 圖 2— 16 電性能測試 圖 2— 16 電性能測試 圖 2— 17 耐高壓絕緣性能測試 13 組件終測及包裝 組件終測 之前要對組件進行清洗 （ 見圖 2— 15） ，就是將組件的玻璃表面以及鋁邊框和TPT 背板表面的 EVA 膠痕、污物、殘留的硅膠等清洗干凈。對組件測試的內(nèi)容主要是耐高壓絕緣性能的測試 （ 見圖 2— 17） 和電性能的測試 （ 見圖 2— 16）。 耐高壓絕緣性能的測試是在直流 3600V高壓下，檢測組件漏電流及絕緣特性，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。包裝作業(yè)中使用的工具有包裝紙木箱、捆包機、打包帶、隔板、護角、薄膜。因此一旦層壓時出現(xiàn)缺陷，修復(fù)就變的很困難，容易降低生產(chǎn)效率。 EL測試原理 電致發(fā)光 (Electroluminescence)， 簡稱 EL。電致發(fā)光的光譜在 700～ 1200 nm范圍內(nèi)具有一定光強度，選取 CCD成像器件可以捕獲這一圖像。利用硅太陽能電池在通電時發(fā)出波長為 1150nm 的近紅外線，故可以利用近紅外攝像方 法拍攝得到單晶硅太陽能電池的電致發(fā)光圖像 【 16】 。 圖 2— 18 EL測試原理圖 EL在組件生產(chǎn)過程的應(yīng)用 目前硅材料太陽能電池片通常由晶體棒切片而成。而在組件生產(chǎn)中會對電池片的多次加工使電池片破損率增大，在生產(chǎn)過程中就會產(chǎn)生黑斑、等級混亂、碎片、網(wǎng)紋、斷柵等缺陷，這樣會使太 15 陽能電池的轉(zhuǎn)換效率更低。 在銀星能源公司組件生產(chǎn)線中一般是在層壓前和層壓后進行檢測 （ 見圖 2— 19） 。 圖 2— 19 銀星 EL檢測機的應(yīng)用 16 第 4章 組件中的主要缺陷分析及改進意見 光電轉(zhuǎn)換是目前太陽能最重要的利用形式，因 Si片基體的易碎性，且破損電池單元將直接影響到組件 的輸出功率和使用壽命，同時為了降低 Si材料消耗，控制生產(chǎn)成本，許多國家都在進行太陽能電池缺陷的相關(guān)研究。斷柵主要指細(xì)柵線的斷裂（ 如圖 4— 1） 。如果在層壓前 沒有將這種電池片分流，在層壓后，電池片表面會出現(xiàn)沿著柵線方向長短不一的黑色線狀痕跡的斷柵情況（ 圖 4— 3）。 造成斷柵的主要原因一方面是電池片本身就有缺陷，即生產(chǎn)電池片的絲網(wǎng)印刷參數(shù)沒調(diào)好，絲網(wǎng)印刷質(zhì)量不佳，或者網(wǎng)版堵塞等問題引起的，又或者是硅片的切割不均。 改善措施是將信息反饋到 電池片生產(chǎn)部門，向漿料加稀釋劑重新調(diào)配或調(diào)整、更換網(wǎng)版；對電池片分選作業(yè)者進行培訓(xùn)，嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作。這里主要講述前一種氣泡（ 圖 4— 4）。受到光線和組件工作產(chǎn)生熱量的影響，氣泡會形成連續(xù)的通道。 由于原材料本身、前道工序操作不規(guī)范或?qū)訅汗に嚨纫蛩鼐赡茉斐蓪訅簹馀荩F(xiàn)對可能造成組件氣泡的原因做探 索性分析總結(jié)： 1）原材料方面， EVA膠膜材料本身不純或因裁剪、放置的時間過長而吸潮，從而影響膠膜與玻璃的黏結(jié)力，造成層壓產(chǎn)生氣泡。 3）前道工序問題，組件內(nèi)有異物存在，使異物旁邊有氣體存在；匯流條過厚，形成高低落差，造成抽真空困難；作 業(yè)者裸手操作 EVA、玻璃，使玻璃、 EVA沾有汗水；在焊接工序中，電池片表面留有白斑 — 助焊劑結(jié)晶物，在高溫下產(chǎn)生氣體造成氣泡。 短路 圖 4— 5 短路在 EL 測試顯示 組件的短路電池片會造成 I— V測試曲線不規(guī)則且在 EL測試中顯示的是一團黑影（ 圖4— 5） ，使組件的電壓偏小，實際功率與標(biāo)稱功率不符，降低組件輸出功率和填充因子 FF。 改善方法是增加對組件半成品二次檢查工位，銀星能源在這方面就額外增加了 I— V測試和 EL檢測，一方面就為了檢查出短路組件。 裂片 組件裂片有顯裂（圖 4— 5）、隱裂（圖 4— 6）之分。通常顯裂是由于電池片遭受大的應(yīng)力造成的。隱裂 較大時，會產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，導(dǎo)致整個電池片有一塊失效區(qū)，加速組件的老化 。 2）焊接方面，選用的焊帶硬度較大，在電烙鐵走過后，產(chǎn)生的應(yīng)力較大；過高的焊接溫度和過長的焊接時間，使電池片產(chǎn)生變形；焊接平臺的預(yù)熱溫度設(shè)置不達標(biāo)，使電烙鐵與電池片之間有過大的溫差或使電池片的冷卻速度過快，使應(yīng)力堆積在太陽能電池內(nèi)部造成裂片；焊接操作時，有焊錫渣、堆錫現(xiàn)象，在抽真空時電池片受力被壓碎。 4）諸多人為因素，在分選工序中，作業(yè)者用力扇動電池片或測試儀探針與電池片的主柵線不對齊，可能造成電池片隱裂和裂片；焊接作業(yè)者拿取電池片或電烙鐵的手勢不合理和用力太大可能造成裂片；疊層作業(yè)者在焊接電池正負(fù)極引出線時，將匯流條翹起使應(yīng)力集中在主柵線上，在經(jīng)過層壓時易產(chǎn)生裂片；作業(yè)者抬組件時手勢不當(dāng)或壓到了組件上，導(dǎo)致電池片出現(xiàn)裂片。 20 結(jié)論 本文對太陽能電池組件的缺陷形式及其產(chǎn)生機制進行了分析，并提出了自己的改進措施。如果沒有各方面的限制，研究者 還 可以進行大量的長時間跟蹤觀測以及各種老化試驗。這些將使作者了解并掌握工程設(shè)計的要求、過程和方法，不僅鞏固了所學(xué)理論知識，而且培養(yǎng)了我們運用所學(xué)知識進行分析和解決工程實際問題的綜合能力。在畢業(yè)設(shè)計過程中，充滿了種種困惑，也遇到了種種失敗，但總算堅持過來了。在畢業(yè)設(shè)計過程中，劉老師對我付出的大量心血，使我能夠順利地完成本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。 最后，我還要感謝銀星能源公司的康部長，當(dāng)然還有曾經(jīng)執(zhí)教于我的 所有老