密柵光伏組件生產(chǎn)中的拼接工藝研究

廉佳林， 申 燕， 姚 旭

(山西潞安太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

引 言

密柵組件電池片，采用12條柵線設(shè)計(jì)。與常規(guī)組件相比，密柵組件擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其具有更高的發(fā)電效率和更長(zhǎng)的發(fā)電時(shí)間，從而增加整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量；在低福照度的條件下，依舊表現(xiàn)優(yōu)異；在降低組件串聯(lián)電阻的同時(shí)，能更好地提升組件的輸出功率，也降低了組件在正常工作條件下因內(nèi)部隱裂形成的熱阻幾率。然而，由于技術(shù)水平、成熟度等原因，生產(chǎn)中敷設(shè)環(huán)節(jié)現(xiàn)有的工藝，嚴(yán)重影響著產(chǎn)能及質(zhì)量的提升。

敷設(shè)是光伏組件生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，敷設(shè)工藝的優(yōu)劣直接影響著光伏組件的產(chǎn)出及產(chǎn)品質(zhì)量。自動(dòng)排版機(jī)的使用，很大程度上提高了敷設(shè)速度，解決了敷設(shè)的一致性,避免了因人為操作不當(dāng)帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題。但經(jīng)前道EL測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，排版機(jī)自動(dòng)敷設(shè)后，仍有少部分組件存在裂片、短路等不良現(xiàn)象，需要進(jìn)行人工返修。

1 問(wèn)題現(xiàn)狀

敷設(shè)返修工藝簡(jiǎn)圖(舊工藝)如圖1所示，黑色為不良電池片，需要將與其相連的焊帶拆卸開(kāi)(紅色線條翹起)，換上良片后，再將焊帶重新焊接(紅色線條放下)(圖1)，實(shí)物圖為正在焊接的過(guò)程(圖2)。人工返修密柵組件時(shí)，存在一系列以下問(wèn)題。

1) 每片密柵電池片焊接互連條數(shù)量為12根，返修過(guò)程需要將互連條全部拆卸，之后重新焊接，整個(gè)過(guò)程中需要焊接/拆卸焊帶共計(jì)60根，耗時(shí)56 min；

圖1 敷設(shè)返修示意圖

圖2 敷設(shè)返修實(shí)物圖

2) 電池片表面的焊帶經(jīng)拆卸后，表面銀漿出現(xiàn)破損，后經(jīng)焊接后出現(xiàn)虛焊的幾率大大增加；

3) 互連條經(jīng)過(guò)一次焊接后，焊帶表面的錫鉛合金均勻性發(fā)生變化，二次焊接后極易造成虛焊；

4) 密柵焊帶直徑僅為0.4 mm，單片返工涉及到的數(shù)量達(dá)60根，這對(duì)員工來(lái)說(shuō)都是極大的考驗(yàn)，若出現(xiàn)連接錯(cuò)誤，將會(huì)直接導(dǎo)致短路。

以上問(wèn)題，一方面影響敷設(shè)返修進(jìn)度，造成現(xiàn)場(chǎng)待返修組件“堆積如山”；另一方面，影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，使敷設(shè)返修合格率偏低?；谝陨蠁?wèn)題現(xiàn)狀，對(duì)密柵返修工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2 工藝優(yōu)化

2.1 密柵返修的主要原因

根據(jù)觀察統(tǒng)計(jì)，返修主要原因?yàn)槎搪泛吞摵浮６搪?，即因焊帶連接錯(cuò)誤，導(dǎo)致局部電池反接/短接(如圖3、圖4所示)。短路主要需解決的問(wèn)題是減少員工的工作量，減少失誤幾率，同時(shí)對(duì)返修作業(yè)進(jìn)行徹底修改，杜絕接錯(cuò)的現(xiàn)象。

圖3 單片短路圖4 整串短路

2.2 虛焊的改進(jìn)

虛焊，即因互連條與電池片電極接觸不牢固，引起的電性能損失(如圖5、圖6所示)。

圖5 背面虛焊圖6 正面虛焊

由于0.4 mm規(guī)格的焊帶經(jīng)不起二次焊接，所以需要在不進(jìn)行二次焊接的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)摸索，提出焊帶與焊帶相連接的方式。焊帶接焊帶的方式經(jīng)過(guò)工藝實(shí)踐，考慮組件外觀及可行性后，最佳解決辦法如圖7所示。

圖7 虛焊返修工藝優(yōu)化示意圖

從圖7所知，將1、2 兩處焊帶絲剪斷，將不良電池片直接拿起，對(duì)虛焊位置返修后，放置原位置，用焊帶絲進(jìn)行兩邊銜接。具體操作步驟如圖8所示。

圖8 虛焊返修工藝工藝優(yōu)化實(shí)物圖

3 實(shí)驗(yàn)討論

現(xiàn)場(chǎng)選取四班作為實(shí)驗(yàn)班組，優(yōu)先使用新工藝進(jìn)行敷設(shè)返修，通過(guò)連續(xù)三天的培訓(xùn)后，四班敷設(shè)返修人員掌握了新的作業(yè)方法，同時(shí)對(duì)比三班和四班數(shù)據(jù)，結(jié)果如下。

圖9為第12周兩班產(chǎn)出率對(duì)比，表1為第12周生產(chǎn)情況對(duì)比(敷設(shè)返修段完工時(shí)間、層壓異常、終測(cè)異常等)。

圖9 第12周兩班產(chǎn)出率對(duì)比

表1 第12周生產(chǎn)情況對(duì)比

我們可以看出四班的生產(chǎn)情況要明顯優(yōu)于三班。

優(yōu)化工藝推廣后，每月各項(xiàng)指標(biāo)均有所提升。如表2所示。

表2 2018年1-5月份生產(chǎn)情況

4 結(jié)論

優(yōu)化后的敷設(shè)返修工藝在實(shí)際使用中效果顯著，單片返修用時(shí)從56 min降低至3 min，速度提高19倍，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；敷設(shè)返修合格率從平均值85%提高至96%，每日可減少不合格組件9塊，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。敷設(shè)返修速率的提升，不僅提高員工工作效率外，更重要的是解決了敷設(shè)返修進(jìn)度頑固、產(chǎn)能難以提升的瓶頸問(wèn)題，給企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。隨著工藝的不斷改進(jìn)，更進(jìn)一步穩(wěn)定了我司密柵光伏組件生產(chǎn)在全國(guó)的領(lǐng)先地位。