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组件问题总结之光伏组件制作过程中电池片产生 裂纹、裂片原因分析

2015-02-02 12:44阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5506363308

摘要：本文主要描述在制作光伏组件时电池片产生裂纹、破片的原因分析，及对户外使用过程中造成的不良影响，以便组件制作过程中能有效控制裂纹、破片，提高组件质量。
1.0绪论
电池片作为光伏组件重要原材料之一，在组件系统应用中起着十分重要的作用。由于硅材料的紧缺结生产成本的降低，电池片厚度由2005年的220-270μm减到目前的170-190μm，其发展趋势还有可能更薄。因此，如何应对电池片裂纹、破片所带来的制作成本的增加，如何避免组件层压前制作工序中电池片产生的裂纹、破片和层压后各工序中的周转造成组件挠曲是电池片产生隐裂或裂纹，以及如何解决系统应用中出现不良问题的索赔等，是目前组件厂商值得探讨和思考、且迫在眉睫需要解决的问题。
图1是各工序破片比例图，此柱状图可直观反映各工序的破片率情况。


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 图1各工序破片比例图

2.0电池片分选工序中裂纹、裂片的原因分析
在分选过程中，容易造成裂纹、破片的环节有：拆封电池片、测试电池片、电池片堆放和流转等，现就这三个环节分析器原因及提出正确的解决办法。
1.拆封电池片
来料电池片都是用热塑薄膜包装好的，所以拆封电池片的方式很重要，若拆封方式不正确，容易造成电池片破碎、缺胶等现象。不正确的拆封方式见图2，正确的拆封方式见图3.
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 图2 不正确的拆包方式 图3 正确额拆包方式

2.电池片堆放和流转
在电池片堆放和流转的过程中，若方式不当，易造成裂纹。图4为不正确的堆放方式，图7为正确的堆放方式。
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 图4 堆放不当易造成破片、缺角 图5做好缓冲，减少破片

3.0焊接工序中裂纹、破片的原因分析
在焊接过程中，容易造成裂纹、破片的环节有：电池片焊接工艺、互联条的选择、焊接后的堆放等，现就这三个环节分析器原因及提出正确的解决办法。
1.电池片焊接工艺
（1）.烙铁气筒的温度太高容易造成电池片起头焊接时成八字形隐形的裂纹，这种现象一般很难发现，建议定时检测烙铁温度，焊接时操作员工及时反馈焊接效果，并仔细检查焊接好的电池片，减少这种隐形裂纹流转入下一道工序的几率。选择合适的焊接温度既能保证焊接质量又能减少破片。
（2）焊接时有堆锡的现象，在串焊层压工序也将造成电池片裂纹、破片，建议合理调整员工的焊接手势，减少堆锡的现象。
（3）串焊是如果焊接起点和单焊的起点重合，则容易造成电池片裂纹或者破片。
 组件在户外使用过程中，承受热胀冷缩会使原本有裂纹的电池片裂纹逐渐变大，从部分电流的损失直至整片电池片完全无电流产生。
2.互联条的选择
对于不同的电池片，在选择互联条时，要注意其厚度、宽度、硬度及收缩率应该与电池相匹配片，否则对于越来越薄的电池片，焊接后会因为产生翘曲而引起破片，如图7、8所示。
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 图7 电池片焊接后翘曲 图8 焊接后翘曲引起破片

3.焊接后的堆放
焊接好的电池片，堆放需整齐且不可超过一定数量，堆积较多的电池片会使最底层的几片电池片银错乱的堆放导致其缺角、裂纹或破片。

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图9堆放不整齐会产生破片等

4.0排版工序中裂纹、破片的原因分析
在排版过程中，易造成裂纹、破片的环节有：电池串的流转、排版时的操作及排版后的搬运等，现就这几个环节分析器原因及提出正确的解决办法。
1.电池串的流转
在流转电池串及敷设电池串时，由于有很小的冲撞，若操作不当都会使电池片产生裂纹，因此需采用合理的流转及敷设工艺，并对员工进行操作培训，提高员工的熟练度且培养员工认真仔细的工作态度。
2.层叠后的搬运
组件排版结束后搬运的过程中，拇指不可压在在电池片上抬放组件，否则会使电池片经受外力的作用下导致电池片破裂。
3.其他
绝缘条隔离不到位或者绝缘条太厚、组件内有异物、锡渣等残留物，在层压工序经抽真空及充气加压的过程，会使电池片破片或者裂纹，因此选择合适的绝缘条，仔细检查锡渣等残留物在层叠这道工序中显得尤为重要。
5.0层压后各工序中裂纹、破片的原因分析
在层压后各工序中，控制破片的相关方法，可以从以下几个方面分析并解决：
1.层压后组件搬运时会出现下图的现象

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 图10 玻璃翘曲度

玻璃的翘曲度见下表：

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组件产生这样的现象后，里面的电池片也将有一定的翘曲度，再加上互联条的拉扯，电池片会有不同 程度的损伤，尤其是72片串156组件产生裂纹的几率较高，如下图：

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图12 电池片隐裂EL图
2.层压后组件搬运的次数越多就会增加隐裂的几率，如何优化工序既可减少搬运次数提高组件质量，有课节约搬运时间提高生产效率，是组件生产管理人员深思的问题。
五、裂纹、裂片在系统应用中存在的隐患
在户外使用时，组件中电池片的隐裂或裂纹经环境的影响，不断循环热胀冷缩后，再细小的隐裂也会变成裂纹，小裂纹会逐渐变大，导致电池片无法收集电流，最后造成此串电池电流减小，影响组件的输出功率和使用寿命。组件厂商会因此而受到客户的投诉。
综上所述，光伏组件企业对组件裂纹、破片的控制，提高组件质量已是迫在眉睫的事，光伏组件企业要做到质量第一，细节万万不可小觑。

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