非防溢膠邊框自動溢膠效果工藝的探索

韓燕旭, 申 燕, 王華偉, 侯俊杰, 張 玲

(1.山西潞安太陽能科技有限責任公司，山西 長治 046000；2.山西長治平順縣平順中學，山西 長治 047400)

1 不同溢膠效果比較

為保證層壓板的密封絕緣，在光伏組件裝框過程中，需要保證溢膠效果。溢膠效果是指層壓板與邊框安裝槽的縫隙，用塞尺插入至接觸密封膠的深度不超過5 mm，同時，層壓板的背板面有密封膠均勻溢出，不允許有缺膠、氣泡、卷邊的現象，玻璃面不允許有硅膠。因此，需要對光伏組件裝框的溢膠工藝過程進行控制，以達到溢膠效果。

目前，市場上的鋁邊框種類很多，不同的制造商生產的邊框種類不同，根據客戶的具體需求，因鋁邊框的細節差異產生的類別更不計其數[1-3]。目前，筆者所在公司常用的鋁邊框種類，主要包括以下兩種：正面防溢膠槽鋁邊框(見圖1)，該邊框設有防溢膠槽(箭頭所示)，這種邊框可防止在裝框時正面硅膠溢出，可使組件不因溢膠不均的原因而影響組件外觀。用正面防溢膠槽鋁邊框，基本可以達到良好的溢膠效果；普通防溢膠槽鋁邊框(見圖2)，由于這種邊框內部內擴型槽口彎曲度很小(箭頭所示)，幾乎無“擠出硅膠”的“容身之處”，因此，普通防溢膠槽邊框也可稱為非防溢膠邊框。在自動線使用非防溢膠槽鋁邊框時，溢膠效果非常不佳，易出現正/背面溢膠、背面缺角、鋸齒、卷邊等不良現象(見圖3～圖6所示)。

因此，在自動化生產線的基礎上，非防溢膠邊框溢膠效果的工藝需要提升。

圖1 正面防溢膠槽鋁邊框 圖2 普通(非)防溢膠槽鋁邊框

圖3 正面硅膠溢出 圖4 背面硅膠缺失

圖5 背面硅膠鋸齒狀 圖6 背面硅膠卷邊

2 溢膠效果影響因素分析

2.1 安裝機理

安裝鋁邊框時，層壓件背面朝下、鋁邊框C面朝下(見圖7)，槽口方向朝向層壓件，裝框機自動施力，推動邊框向層壓件移動，使槽口“吃住”層壓件(見圖8)。同時，在鋁邊框內涂好的硅膠，會沿層壓件邊緣進行溢膠。溢膠效果的好壞肉眼可見。根據安裝機理查找影響溢膠效果的因素。

圖7 層壓件背面/邊框 圖8 槽口“吃住”層壓件C面朝下

2.2 邊框C面厚度

如圖9所示，兩種邊框C面厚度不同，與防溢膠邊框相比，非防溢膠邊框C面厚度偏薄，約1 mm。1 mm的差別，導致層壓件與槽口C面的相對間距就會增加1 mm，C面的膠量就會大大增加，導致玻璃正面硅膠大量外溢。因此，抬高裝框臺相對高度是改善溢膠效果措施方向之一。

2.3 涂膠角度

如圖10所示，需要用涂膠機對邊框進行涂膠。因非溢膠邊框正面沒有溢膠槽，若膠嘴沿C面內側進行涂膠，玻璃正面極易溢膠。因此，膠嘴沿C面內側對立面進行打膠是改善溢膠效果措施方向之二。

圖9 兩種邊框C面厚度對比 圖10 膠嘴沿C面內側對立面進行打膠

2.4 涂膠量

膠量是影響溢膠效果的直接因素。硅膠量多，則溢出，而硅膠量少，則導致內組件層壓件與邊框之間出現空洞。影響涂膠量的因素包括氣壓、膠嘴口大小、高速速度、涂膠速度、坐標等。因此，對以上因素進行交叉實驗驗證，是改善溢膠效果的措施方向之三。

3 工藝優化及實驗討論

根據以上原因分析，得到以下工藝優化措施：

1) 調整裝框臺相對高度；

2) 膠嘴沿C面內側對立面進行打膠；

3) 調整涂膠速度、高速速度；

4) 調整氣壓大小。

筆者所在公司所用膠嘴為定量不變。同時，涂膠角度統一采用沿C面內側對立面進行打膠的角度進行涂膠。為了減少變量，統一高速速度為600 mm/s。以上3項因素為定量(可進行微調)，對裝框臺相對升高高度、涂膠速度、氣壓大小3組變量進行交叉實驗。

①固定裝框機增高高度0.45 mm，涂膠速度調節至390 mm/s，同時，氣壓值變為0.30 MPa；

②方案①基礎上，氣壓值變為0.25 MPa；

③方案①基礎上，氣壓值變為0.26 MPa；

……

⑧裝框機增高高度變為0.60 mm，涂膠速度調節至390 mm/s，同時，氣壓值變為0.30 MPa。

⑨方案8基礎上，涂膠速度繼續降至460 mm/s，氣壓固定為0.25 MPa。

……

以上實驗即對影響非防溢膠邊框溢膠效果的因素進行不斷調整，最終找到最佳配方。

4 結論

通過對“非防溢膠邊框自動溢膠”工藝的不斷摸索，結合實際溢膠效果進行微調，最終設定以下配方參數：裝框臺相對升高高度0.9 mm、短邊框涂膠速度500 mm/s、長邊框涂膠速度480 mm/s、氣壓0.26 MPa，此參數下基本實現了自動溢膠效果(效果見圖11、圖12)，解決了正面溢膠、背面嚴重缺膠、嚴重卷邊、嚴重鋸齒等問題。

圖11 背面硅膠均勻、光滑、無異常 圖12 正面無硅膠，干凈、美觀

由于非溢膠邊框本身的屬性缺陷，100%達到完美溢膠效果未能實現，實際生產過程中，不排除對個別組件進行人工修正。這也是今后繼續努力的方向。本實驗改進后的工藝參數，僅適用于本項目所涉及的邊框的安裝，針對其他不同型號的邊框，需區別對待。但是，本文所提到的原因分析思路、措施整改方向，為其他型號的邊框使用提供了思路和方法。