太阳能电池组件的封装

（二）组件的封装结构 （三）组件的封装材料

１上盖板 ２黏结剂 ３底板 ４边框 (四)组件封装的工艺流程

不同结构的组件有不同的封装工艺。平板式硅太阳能电池组件的封装工艺流程，如图17所示。可将这一工艺流程概述为：组件的中间是通过金属导电带焊接在一起的单体电池，电池上卞两侧均为EVA膜，最上面是低铁钢化白玻璃，背面是PVF复合膜。将各层材料按顺序叠好后，放人真空层压机内进行热压封装。最上层的玻璃为低铁钢化白玻璃，透光率高，而且经紫外线长期照射也不会变色。EVA膜中加有抗紫外剂和固化剂，在热压处理过程中固化形成具有一定弹性的保护层，并保证电池与钢化玻璃紧密接触。PVF复合膜具有良好的耐光、防潮、防腐蚀性能。经层压封装后，再于四周加上密封条，装上经过阳极氧化的铝合金边框以及接线盒，即成为成品组件。最后，要对成品组件进行检验测试，测试内容主要包括开路电压、短路电流、填充因子以及最大输出功率等。 硅片划片切割工艺概况

１ 用激光来划片切割硅片是目前最为先进的，它使用精度高、而且重复精度也高、工作稳定、速度快、操作简单、维修方便。

２ 激光最大输出≧５０W（可调）、激光波长为１.０６４µm、

切割厚度≦１.２mm、光源是用Nd：YAG晶体组成激光器、是单氪灯连续泵浦、声光调Q、并用计算机控制二维工作台可预先设定的图形轨迹作各种精确运动。 ± 部件分析：

１ 操作可分为外控与内控。

２ 计算机操作系统－有专用软件设立工作台划片步骤实现划片目标。

３ 电源控制盒－供应激光电源、Q电源驱动、水冷系统的输入电源进行分配及自控，当循环水冷系统出现故障时，自动断开激光电源及Q电源驱动盒的供电。 ４ 激光电源盒－点燃氪灯的自动引燃恒流电源。

５ Q电源驱动盒－产生射频信号并施加到Q开关晶体对激光进行有无控制和Q调制。 ６ 激光糸统

氪灯将电能转化为光能，在聚光腔内反射到Nd：YAG晶体棒上，输出镜与全反镜组成光谐振腔，使光振荡放人形成激光，经反射镜与聚焦镜，到达加工工件表面。当光谐振镜片偏差或腔内各光学器件端面污染或氪灯老化，均会影响激光输出。 ７ 调Q晶体

Q电源驱动盒输出射频信号至调Q晶体，对激光进行偏转或调制，控制激光输出或关断，以提高激光的峰值功率。当调Q晶体略偏移或调Q工作电源太小，调Q效果会明显下降。 ８ 水循环系统

本机冷却用水建议使用去离子水或纯水，并应保持其纯净。本机电光转换率≤3％，极大部分电能会以热能形式由水循环冷却带走。－旦无水循环冷却会立即损坏激光器，水循环系统可提供本机水循环功能。无水或水路堵塞时，会立即输出关机保护信号给电源控制盒，

切断激光电源盒供电，同时报警提示灯(红灯)亮，以警示用户，同时会有蜂呜器发山蜂鸣声，以提示用户及时补充冷却水。 9 压缩机制冷系统

本机采用优质变频控制压缩机制冷系统，可随时根据水循环系统中水温变化来控制压缩机自动变频工作，使水循环系统中水温能保持在一个极小范围内波动，从而保证本机能长时间稳定可靠的输出激光。一旦制冷系统出现问题，水温超出设备正常工作范围，本机报警提示灯(黄灯)亮，以警示用户及时检查。 10 工件操作平台

接收计算机控制信号，对工件精确移动定位，同时输出激光控制信号，确保激光对加工工件准确加工。 11 外控操作模式 12 开机步骤

(1) 确认2—紧急制动旋钮处于正常状态，打开1—电源开关。此时，报警提示灯(红灯)会点亮，以提示水路未循环：面板5—电源指示灯点亮。

( 2) 按住3—水循环启动按钮并持续儿秒，可听到机器水循环启动声音，此时报警提示灯(红灯)会熄灭。等待5—10秒，冷却水充分循环后，6—水循环指示灯点亮。 (3) 当6—水循环指示灯点亮后，启动4—制冷系统按钮，并等待7—制冷系统指示灯点亮。

(4) 确认当8—激光电源充电指示灯点亮后，按下激光电源12-氪灯启动按钮。此时，可观察到14—氪灯电流显示表显示会暂时归零：此时氪灯延时5-6秒后，激光电源会自动点燃氪灯，14—氪灯电流显示表会显示此时氪灯，电流为6．9A—7．0A。 (5) 按—F 15—声光电源启动按钮。 (6) 启动计算机，调出划片操作程序。

(7) 确认：工作平台X，Y轴信号线连接无误，按—F16—：工作平台启动按钮。 (8) 当工作平台复位自检正常，适当调：13—氪灯电流调节旋钮，使氪灯电流至合适数值，即可开始工作。

(9) 工作结束，按上述程序逆向关机。 13 注意事项

1、严禁无水或水循环不正常情况下，启动激光电源和调Q电源。 2、不允许Q电源空载工作(即调Q电源输出注意事项) 3、出现异常现象，首先关闭激光电源和电源开关再行检查。 4、请勿在氪灯点燃前启动其它组件，以防止高压窜入!

5、注意激光电源输出端(阳极)接线，以防止与其它电器间打火。 6、更换氪灯后，应保证氪灯两端与电极接触良好，严禁松脱。

7、保持机内循环冷却水干净，定期清洗水箱并更换干净去离子水或纯水。

8、本机水循环水温设定需根据环境综合考虑，应尽量保证与环境温度温差不要太大，否则在光学器件表面会发生凝露现象，影响激光功率输出，严重时甚至会损坏光学器件!!本机工作时，激光电源与声光Q驱动器均需良好散热，故应保证工作环境通风良好。 9、工作环境要求清洁无尘；相对湿度≤80％：温度5℃~30℃。

10、安装设备要注意可靠接地，不遵守此项规定可能会导致触电或设备工作不正常! 11、搬运设备前至少要在电源切断后10分钟，才可以对机器进行搬运，接地和检查等操作。 14 常见故障及解决方法

1．开机无任何反应

1．1电源输入是否正常：检查电源输入并使其正常。 1，2紧急制动开关是否按—下；松开紧急制动开关。 1，3水循环系统是否正常，检查水路开保持通畅。 1，4机箱内空气开关是否合上，合上空气开关。 2．氖灯不能触发

2，1氪灯电路连线是否正常：检查所有氪灯连接线。 2，2制冷系统是否正常启动；检查制冷系统并使其正常。 2．3氪灯老化；更换氪灯。

2．4激光电源是否损失；更换激光电源。 3．无激光输出或激光输出很弱；刻划深度不够

3．1激光谐振腔是否变化；微调谐振腔镜片，使输出光斑最好。

3．2光学器件表面是否凝露；调节冷却水温度并等待凝露消失(此时应关闭激光)。 3．3光路系统是否阻塞；消除并保证光路通畅且封闭好。

3．4氪灯是否老化；若电流调到20A左右仍感到激光强度不够，更换新灯。

3．5冷却水温是否过高；调节温度控制器使冷却水温至适当温度；检查制冷系统氟利昂是否渗漏，检漏并充氟。

3．6工作平面是否处于激光焦平面；调整激光焦距调节器。

3．7声光晶体偏移或声光电源输出能量偏低；调整声光晶体位置或加大声光电源输出信号功率。

4．工作时氪灯突然熄灭

4．1制冷压缩机是否停机；检查制冷部分并使其正常。 4．2电源输入是否变化；检查电源输入并使其正常。

4．3机内温度是否过高；停机并通风散热，必要时可打开后盖门帮助散热。 4．4激光电源是否损坏；更换激光电源。

太阳能电池组件及封装

2007-11-9

单体太阳电池不能直接作电池使用。作电源用必须将若干单体电池串、并联连接并严密封装成组件。对太阳电池组件要求为： （1）有一定的标称工作电流输出功率。

（2）工作寿命长，要求组件能正常工作20～30年，因此要求组件所使用的材料，零部件及结构，在使用寿命上互相一致，避免因一处损坏而使整个组件失效。

（3）有足够的机械强度，能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突，振动及其它应力。 （4）组合引起的电性能损失小。 （5）组合成本低。

1太阳电池组件的常见结构形式

图3.13 玻璃壳体式太阳电池组件示意图

1－玻璃壳体；2－硅太阳电池；3－互连条；4－粘接剂； 5－衬底；6－下底板；7－边框线；8－电极接线柱。

图3.14底盒式太阳电池组件示意图

1－玻璃盖板；2－硅太阳电池；3－盒式下底板；4－粘接剂；5－衬底；

6－固定绝缘胶；7－电极引线；8－互连条。

图3.15 平板式太阳电池组件示意图

1－边框；2－边框封装胶；3－上玻璃盖板；4－粘接剂；5－下底板；

6－硅太阳电池；7－互连条；8－引线护套；9－电极引线。

图3.16 全胶密封太阳电池组件示意图

1－硅太阳电池；2－粘接剂；3－电极引线；4－下底板；5－互连条。

2太阳电池组件的封装材料

组件工作寿命的长短和封装材料，封装工艺有很大的关系，它的长短是决定组件寿命的重要因素之一。在组件中它是一项易被忽视但在实用中是决不能轻视的部件。现对材料分述如下。 2.3.2.1上盖板

上盖板覆盖在太阳电池组件的正面，构成组件的最外层，它既要透光率高，又要坚固，起到长期保护电池的作用。

作上盖板的材料有：钢化玻璃、聚丙烯酸类树脂、氟化乙烯丙烯、透明聚酯、聚碳酯等。目前，低铁钢化玻璃为最为普遍的上盖板材料 2.3.2.2粘结剂

主要有：室温固化硅橡胶、氟化乙烯丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、透明双氧树酯、聚醋酸乙烯等。一般要求其：

（1）在可见光范围内具有高透光性 （2）具有弹性

（3）具有良好的电绝缘性能。 （4）能适用自动化的组件封装 2.3.2.3底板

一般为钢化玻璃、铝合金、有机玻璃、TPF等。 目前较多应用的是TPF复合膜，要求: （1）具有良好的耐气候性能 （2）层压温度下不起任何变化 （3）与粘接材料结合牢固 2.3.2.4边框

平板组件必须有边框，以保护组件和组件与方阵的连接固定。边框为粘结剂构成对组件边缘的密封。主要材料有不锈钢，铝合金，橡胶，增强塑料等。 2.3.3组件制造工艺

平板式组件制造工艺流程如下：

常规的太阳电池组件结构形式有下列几种，玻璃壳体式结构如图3.13，底盒式组件如图3.14，平板式组件如图3.15，无盖板的全胶密封组件如图3.16。目前还出现较新的双面钢化玻璃封装组件。