密柵光伏組件生產中的拼接工藝研究

廉佳林， 申 燕， 姚 旭

(山西潞安太陽能科技有限責任公司，山西 長治 046000)

引 言

密柵組件電池片，采用12條柵線設計。與常規組件相比，密柵組件擁有獨特的優勢，其具有更高的發電效率和更長的發電時間，從而增加整個系統的發電量；在低福照度的條件下，依舊表現優異；在降低組件串聯電阻的同時，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部隱裂形成的熱阻幾率。然而，由于技術水平、成熟度等原因，生產中敷設環節現有的工藝，嚴重影響著產能及質量的提升。

敷設是光伏組件生產中的重要環節，敷設工藝的優劣直接影響著光伏組件的產出及產品質量。自動排版機的使用，很大程度上提高了敷設速度，解決了敷設的一致性,避免了因人為操作不當帶來的質量問題。但經前道EL測試后發現，排版機自動敷設后，仍有少部分組件存在裂片、短路等不良現象，需要進行人工返修。

1 問題現狀

敷設返修工藝簡圖(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(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)，實物圖為正在焊接的過程(圖2)。人工返修密柵組件時，存在一系列以下問題。

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

圖1 敷設返修示意圖

圖2 敷設返修實物圖

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

3) 互連條經過一次焊接后，焊帶表面的錫鉛合金均勻性發生變化，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量達60根，這對員工來說都是極大的考驗，若出現連接錯誤，將會直接導致短路。

以上問題，一方面影響敷設返修進度，造成現場待返修組件“堆積如山”；另一方面，影響了生產的穩定性，使敷設返修合格率偏低。基于以上問題現狀，對密柵返修工藝進行了優化。

2 工藝優化

2.1 密柵返修的主要原因

根據觀察統計，返修主要原因為短路和虛焊。短路，即因焊帶連接錯誤，導致局部電池反接/短接(如圖3、圖4所示)。短路主要需解決的問題是減少員工的工作量，減少失誤幾率，同時對返修作業進行徹底修改，杜絕接錯的現象。

圖3 單片短路圖4 整串短路

2.2 虛焊的改進

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規格的焊帶經不起二次焊接，所以需要在不進行二次焊接的基礎上進行優化，經摸索，提出焊帶與焊帶相連接的方式。焊帶接焊帶的方式經過工藝實踐，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，對虛焊位置返修后，放置原位置，用焊帶絲進行兩邊銜接。具體操作步驟如圖8所示。

圖8 虛焊返修工藝工藝優化實物圖

3 實驗討論

現場選取四班作為實驗班組，優先使用新工藝進行敷設返修，通過連續三天的培訓后，四班敷設返修人員掌握了新的作業方法，同時對比三班和四班數據，結果如下。

圖9為第12周兩班產出率對比，表1為第12周生產情況對比(敷設返修段完工時間、層壓異常、終測異常等)。

圖9 第12周兩班產出率對比

表1 第12周生產情況對比

我們可以看出四班的生產情況要明顯優于三班。

優化工藝推廣后，每月各項指標均有所提升。如表2所示。

表2 2018年1-5月份生產情況

4 結論

優化后的敷設返修工藝在實際使用中效果顯著，單片返修用時從56 min降低至3 min，速度提高19倍，達到預期目標；敷設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，達到預期目標。敷設返修速率的提升，不僅提高員工工作效率外，更重要的是解決了敷設返修進度頑固、產能難以提升的瓶頸問題，給企業帶來了經濟效益。隨著工藝的不斷改進，更進一步穩定了我司密柵光伏組件生產在全國的領先地位。