太阳能电池组件隐裂在清装工序中的控制

周健平 汤伟宁

西安黄河光伏科技股份有限公司 陕西 西安 710043

名词解释：隐裂——隐裂是太阳能电池组件的一种不良现象。被EVA 封装后的组件内电池片出现肉眼无法观察到的细微的裂缝。会影响整个组件的电流输出,降低组件的输出功率。

一、自动化线组件主要生产工艺流程

电池片分选——自动串焊——叠层、EL——层压——清洗装框和加湿固化——电测、EL——包装自动化生产线的组件生产从电池片分选开始,在层压工序前,通过EL测试仪的观察,还可以将隐裂的组件及时发现并进行返工,一旦经过层压工序,组件已经经过封装,之后产生的隐裂的成本逐渐加大,尤其是到包装环节,属于成品,再发现隐裂已经造成既成事实,隐裂造成的成本巨大,所以,正确的方法是对易产生隐裂的工序进行重点控制,才能尽可能地降低隐裂的产生。

二、生产过程中隐裂产生的原因分析及措施

由于组件生产各个工序均有造成组件隐裂的可能性,以某太阳能光伏公司组件生产线一个班的生产数量统计为例,层压前发现的隐裂还可以返工,所以本文所研究的是层压后各道工序生产过程中造成的隐裂控制,经过统计结果为：清装隐裂数量占总隐裂数的95.43%,所以造成组件隐裂的症结主要是清装工序。

清装工序的作用是为层压好的半成品组件安装铝边框和接线盒,并清洗组件表面粘附的EVA 溢胶以及组框时溢出的硅胶；送入加湿固化间内放置10～12小时,等待硅胶固化。由于清装工序是自动线流水作业,传输设备的不平整和设备运转时较大的震动,也会造成组件隐裂。

原因分析

1、组框机顶升、翻转机吸盘不平整冲击力大

经过生产统计,共投入540块组件,分别在组框前、后以及翻转机翻转前、后进行了4次EL测试,结果发现组框机组框后造成新增隐裂的组件33块,占试验件总数的6.11%；翻转机在翻转组件后造成新增隐裂的组件28块,占试验件总数的5.19%。

组框机顶升和翻转机吸盘由于长期连续使用,出现磨损,导致顶升和吸盘出现高低不平,接触组件时的冲击力大小不一,造成组框和翻转时组件平面变形而产生隐裂。

改善措施1：

首先用水平仪校准顶升的平面,将其四角误差降低,然后用废旧型材拼装成“中”字形,将其以顶升为中心固定成一个平面,再在合适位置安装12个皮碗,并与顶升上的4个皮碗用水平仪找平,不仅增加了顶升与组件的接触面积,而且减小了组件在组框机内上升和下落时所受到的震动。

改善措施2：

用水平仪分别校准吸盘的平面,调整固定吸盘的螺母,将吸盘找平。在翻转机内放入一块玻璃,调整吸盘的吸附气压至刚好吸附住玻璃的程度。

2、线体传输单元之间间隙过大

观察翻转机后的两组传输单元,发现前、后部传输单元的轨道不在一个平面上,组件在流水线上经过这些间隙时,会产生下坠的动作,导致组件的玻璃面撞击在线体的传输轨道上,可以看到组件平面明显有变形的现象。随线抽取100 块组件,分别在上线传输前后进行了EL测试。结果出现新增隐裂组件3块,隐裂率3%。

改善措施

调整传输单元的四个支撑脚,用水平仪校准传输单元的传输轨道,以利于组件的平稳传输；降低组件在线传输时受到的震动；在间隙大的传输单元的两端各加装两对滚轮,以防止组件进出翻转机时,在传输单元间隙处与传输轨道发生磕碰。

实施效果检查：

对线体传输单元改造后,可以看到组件在线体上传输时受到的震动很小,经过两个传输单元的间隙时组件运动也比较平稳,在线抽取了90块组件,分别在翻转后和下线后进行了线体传输的EL 测试对比,没有发现新增隐裂组件。

3、托盘上组件放置过多

在生产中随机抽取450 块组件,装好接线盒后,每个托盘上分别放置10块、15块、20块,共30托组件,转运至电测间测试EL,将这30托组件运回加湿间内放置10小时,再重新测试EL。对比前后两次测试的EL图像,每块托盘放置20块的10托组件,测出新增隐裂组件7块；每块托盘放置15块的10托组件,测出新增隐裂组件2块；每块托盘放置10块的10托组件,未发现新增隐裂组件。

实施效果检查

对2018年1 月至2018 年2 月的生产中的组件隐裂情况进行统计：

2018年1月产量：19298块,组件隐裂数量：831块,组件隐裂比率4.31%

2018年2月产量：17342 块,组件隐裂数量：419 块,组件隐裂比率：2.42%

可以看出,隐裂组件的比例大幅下降,2018 年2 月,清装工序的组件隐裂比例已降至2.42%,通过上述的改善措施,组件隐裂的情况得到了大幅度的改善,降低了成本,产品优等品率得到了明显的提高。