密栅光伏组件生产中的拼接工艺研究

廉佳林， 申 燕， 姚 旭

(山西潞安太阳能科技有限责任公司，山西 长治 046000)

引 言

密栅组件电池片，采用12条栅线设计。与常规组件相比，密栅组件拥有独特的优势，其具有更高的发电效率和更长的发电时间，从而增加整个系统的发电量；在低福照度的条件下，依旧表现优异；在降低组件串联电阻的同时，能更好地提升组件的输出功率，也降低了组件在正常工作条件下因内部隐裂形成的热阻几率。然而，由于技术水平、成熟度等原因，生产中敷设环节现有的工艺，严重影响着产能及质量的提升。

敷设是光伏组件生产中的重要环节，敷设工艺的优劣直接影响着光伏组件的产出及产品质量。自动排版机的使用，很大程度上提高了敷设速度，解决了敷设的一致性,避免了因人为操作不当带来的质量问题。但经前道EL测试后发现，排版机自动敷设后，仍有少部分组件存在裂片、短路等不良现象，需要进行人工返修。

1 问题现状

敷设返修工艺简图(旧工艺)如图1所示，黑色为不良电池片，需要将与其相连的焊带拆卸开(红色线条翘起)，换上良片后，再将焊带重新焊接(红色线条放下)(图1)，实物图为正在焊接的过程(图2)。人工返修密栅组件时，存在一系列以下问题。

1) 每片密栅电池片焊接互连条数量为12根，返修过程需要将互连条全部拆卸，之后重新焊接，整个过程中需要焊接/拆卸焊带共计60根，耗时56 min；

图1 敷设返修示意图

图2 敷设返修实物图

2) 电池片表面的焊带经拆卸后，表面银浆出现破损，后经焊接后出现虚焊的几率大大增加；

3) 互连条经过一次焊接后，焊带表面的锡铅合金均匀性发生变化，二次焊接后极易造成虚焊；

4) 密栅焊带直径仅为0.4 mm，单片返工涉及到的数量达60根，这对员工来说都是极大的考验，若出现连接错误，将会直接导致短路。

以上问题，一方面影响敷设返修进度，造成现场待返修组件“堆积如山”；另一方面，影响了生产的稳定性，使敷设返修合格率偏低。基于以上问题现状，对密栅返修工艺进行了优化。

2 工艺优化

2.1 密栅返修的主要原因

根据观察统计，返修主要原因为短路和虚焊。短路，即因焊带连接错误，导致局部电池反接/短接(如图3、图4所示)。短路主要需解决的问题是减少员工的工作量，减少失误几率，同时对返修作业进行彻底修改，杜绝接错的现象。

图3 单片短路图4 整串短路

2.2 虚焊的改进

虚焊，即因互连条与电池片电极接触不牢固，引起的电性能损失(如图5、图6所示)。

图5 背面虚焊图6 正面虚焊

由于0.4 mm规格的焊带经不起二次焊接，所以需要在不进行二次焊接的基础上进行优化，经摸索，提出焊带与焊带相连接的方式。焊带接焊带的方式经过工艺实践，考虑组件外观及可行性后，最佳解决办法如图7所示。

图7 虚焊返修工艺优化示意图

从图7所知，将1、2 两处焊带丝剪断，将不良电池片直接拿起，对虚焊位置返修后，放置原位置，用焊带丝进行两边衔接。具体操作步骤如图8所示。

图8 虚焊返修工艺工艺优化实物图

3 实验讨论

现场选取四班作为实验班组，优先使用新工艺进行敷设返修，通过连续三天的培训后，四班敷设返修人员掌握了新的作业方法，同时对比三班和四班数据，结果如下。

图9为第12周两班产出率对比，表1为第12周生产情况对比(敷设返修段完工时间、层压异常、终测异常等)。

图9 第12周两班产出率对比

表1 第12周生产情况对比

我们可以看出四班的生产情况要明显优于三班。

优化工艺推广后，每月各项指标均有所提升。如表2所示。

表2 2018年1-5月份生产情况

4 结论

优化后的敷设返修工艺在实际使用中效果显著，单片返修用时从56 min降低至3 min，速度提高19倍，达到预期目标；敷设返修合格率从平均值85%提高至96%，每日可减少不合格组件9块，达到预期目标。敷设返修速率的提升，不仅提高员工工作效率外，更重要的是解决了敷设返修进度顽固、产能难以提升的瓶颈问题，给企业带来了经济效益。随着工艺的不断改进，更进一步稳定了我司密栅光伏组件生产在全国的领先地位。