太阳能电池组件返修方法研究

摘要：本文章主要包含了一种太阳能电池组件的返修方法，涉及太阳能电池组件技术领域。包括以下步骤：1）拆除组件边框；2）使用返修加热台对组件进行加热；3）揭开背板；4）使用电致发光测试仪对组件进行测试；5）清除碎裂的电池片；6）裁切 EVA ；7）更换碎裂的电池片；8）修补胶坑；9）使用电致发光测试仪对组件进行测试；10）层压返修组件；11）使用电致发光测试仪对组件进行测试；12）将测试合格的组件进行装框。所述方法能够快速、准确的修复碎裂的电池片，确保太阳能电池组件的质量和使用性能。

关键字：组件  返修  质量 

1、背景技术

众所周知太阳能电池的工作原理是利用了光电效应：当太阳光照在半导体 p-n 结上时，形成新的空穴 - 电子对，在 p-n 结电场的作用下，空穴由 n 区流向 p 区，电子由 p 区流向 n 区，接通电路后就形成电流。

太阳能电池组件是由钢化玻璃、电池串、背板通过 EVA 在高温下粘合在一起形成的。太阳能电池组件封装用胶膜是以 EVA 为基料，辅以数种改性剂，经成膜设备热轧成薄膜型产品。该产品在太阳能电池组件封装过程中受热，产生交联反应，属热固性的热熔胶膜。固化后的胶膜有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。组件在经过 EVA 层压后可能由于人为或设备造成其中电池片碎裂。由于整块组件是电池片串联结构，碎裂的电池片会影响整块组件的发电量。因此，层压后的组件如果有碎裂的电池片必须进行更换，即返修，才能正常使用。

在太阳能电池组件返修过程中会使用 EL 测试仪，又叫做电致发光测试仪，可以清楚地显示组件中的裂片（包括隐裂和显裂）、劣片及焊接缺陷；进而改进工艺，提高组件质量，赢得长远利益。被认为是太阳能电池生产线的“眼睛”；可以及时发现生产中存在的问题，及时排除，从而提高平均效率，提高效益。

2、对操作人员的要求

2.1  熟悉设备安全操作规程，能正确使用设备。

2.2  设备使用过程中严格执行日常维修与保养。

2.3  操作工人应坚守岗位，做到“三好”、“四会”，并遵守“五项纪律”

     注：“三好”、“四会”和“五项纪律”见附录A。

2.4  严格按设计图纸、工艺文件、按技术标准进行生产，并进行记录。

3、 岗前准备

3.1  安全防护措施

套袖：穿夏装揭背板时避免加热层压机烫伤手臂

橡胶手套：揭背板时高温，防止烫伤双手；壁纸刀铲片时可能碰到手，减少伤害。

3.2  工艺装备

 表1

3.3 材料

EVA、电池、背板、焊带、助焊剂、酒精、木纹胶带。

3.4 产品/在制品生产环境

环境温度：20℃-35℃；相对湿度：70% 以下。

4、操作步骤

 一种太阳能电池组件的返修方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，拆除太阳能电池组件的边框，并将组件上的硅胶擦拭干净；

第三步， 返修不需要内部处理的组件（如背板划伤、边缘杂物等）。

（1）首先两人平抬组件放入返修加热台上，搬运时规格较大组件下面应带有支撑铝材，防止组件弯曲，产生隐裂。注意加热平台上不粘布上是否存在有异物，确认后合盖，开始加热.

（2）加热结束后，待EVA充分熔化，由几人合作在加热台上揭开背板。用刀尖或尖嘴钳揭开背板一角，然后用力将背板迅速揭开。揭背板过程中应避免组件大幅度弯曲，以免在揭背板的时候产生隐裂，可让人按住组件另一端。对于难揭开组件，可以用壁纸刀在背板上轻划一道，将背板分条揭。

（3）揭开背板后的组件经过晾置冷却至室温后，对组件进行EL测试。

（4）确保组件无碎片及外观符合组件检验标准，重新铺一层EVA和背板（和原组件材料保一致），用木纹胶带固定好引线。如过程中出现碎片再按照本文件中的进行操作。

第四步，将拆除边框后的组件放置到返修加热台上进行加热，设定返修加热台的工艺参数，加热时间 120-180s，加热温度 150-180℃。搬运时小心，避免磕碰组件，并清理组件表面的异物，然后关闭返修加热台的盒盖。

第五步，加热结束后，使用工具将组件上的背板揭开，几个人合作在加热台上揭开背板，用尖嘴钳揭开背板一角，然后用力迅速将背板揭开，揭背板过程中应避免组件大幅度弯曲以产生隐裂。对于难揭开的背板，可以使用壁纸刀在背板上轻划一道，将背板分条揭开。

第六步，揭开背板后的组件经过晾置冷却到室温后，使用电致发光测试仪对组件进行测试，将测试结果显示碎裂的电池片进行标注；

第七步，清除碎裂的电池片，

（1）首先用壁纸刀沿问题电池片外侧EVA切开，避免铲片时伤到附近电池片。

（2）将问题电池片背面焊带用壁纸刀挑开。

（3）为了防止铲片的过程中产生的电池片碎渣粘到组件其它位置，可以用木纹胶带粘在焊带位置。

（4）将电池片铲下，避免伤及临片，避免用手、肘按压其他电池片，以免产生碎片。

第八步，按照所清除的电池片的大小，裁切大小合适的 EVA 铺到去除电池片的地方；

第九步，选择相同等级、颜色、规格的电池片放到第六步中重新铺设的 EVA 上面，并使用焊带与旁边的电池片进行焊接；

第十步，检查整块组件是否存在在揭背板过程中形成的胶坑，如果存在，使用合适的 EVA 块进行修补；

第十一步，使用电致发光测试仪对更换好电池片的组件进行测试，检查是否合格，如果不合格重复以上第五步至第八步，如果合格继续以下步骤；

第十二步，对于第九步测试合格的组件，重新铺设一层背板并使用层压机对返修后的组件进行层压，层压机的层压工艺为，层压温度 145℃ -150℃，抽空时间 210s-330s，层压时间 450s-630s，压力101.3KPa；

第十三步，使用电致发光测试仪对层压后的电池片组件进行测试，对于测试合格的组件进行装框，对于不合格的组件重复以上第二步至第十二步；

第十四步，对测试合格的组件进行装框。

 5、工序加工过程控制要点

    1) 揭背板时避免组件变形过大出现隐裂。

    2) 组件揭背板后、返修后、层压后都要进行EL测试，检查返修质量。

    3) 将问题部位处理后，以层压后看不出返修痕迹为目的。检测修好组件避免有未发现的问题。

6 工艺流程

7、工艺参数

 8、产品或/在制品的包装、存储、周转运输

    1) 不带框未返修组件和已返修合格组件放置到层压后转运车时需对称放置，每边最多不超过25块；

    2) 层压后转运车转运组件时注意避免组件倾倒发生危险；

    3) 由层压后转运车上取出靠里的组件时需两人配合，注意避免转运车滑移出现组件倾倒；

4) 在制品储存时注意做好标识，避免混放。

9、特殊问题解决方法： 

（1）对于裂片，隐裂，无效片，若片数较少（整个组件较少或是一串上只有一两片）则采用拆片换片法。即拆掉有问题的电池片，换上瓦数与组件相匹配的电池片。若一串上有大量的有问题的电池片，则拆下整串电池片在模板上应用拆片换片法，再重新排版。（注意电池片正负极，不能焊反） 

（2）对于虚焊片，若电池片背面虚焊则直接用烙铁手工焊好即可，若电池片正面虚焊则需要把虚焊的电池片拆下来，在模板上用烙铁焊好，再焊回原处。（注意：虚焊一般情况下会出现在电池片正反两面，需返修操作员仔细检查。）

（3）对于露白电池片，也可按虚焊片处理。 

（4）对于短路，一般情况分为整串短路和单片或多片短路两种情况。整串短路主要是排版错误的情况多一些，只需把相关的短路串拆掉调整正负极重新焊好即可，焊接时注意串与串的间距。单片或多片短路很有可能是虚焊或者露白所造成的，这要求返修操作员仔细检查，再根据不同情况去处理。

（5）对于间距不合适的组件，则需要把相关串拆掉，调整好距离，贴好胶带后重新焊接好即可。 

9、本方法的优点

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方法一种太阳能电池组件的返修方法，主要是对层压后的太阳能电池组件进行返修，主要有以下三个优点。

优点一：本方法中的返修工作台的工艺参数，加热时间 120-180s，加热温度 150-180℃，可以让背板与电池片更容易脱离，提高了返修速度，同时延长设备的使用寿命。

优点二：本方法中三次使用电致发光测试仪进行测试，对组件进行有效监控，更好的减少了组件碎裂电池片的产生，能够及时检测出碎裂的电池片，提高了太阳能电池组件返修的质量。

优点三：本方法中的返修后的组件的层压参数可以对返修组件进行合理层压，减少隐裂产生，进一步提高了组件的质量。

综上，所述方法能够快速、准确的修复碎裂的电池片，确保太阳能电池组件的质量和使用性能。