太阳能电池片焊接不良现象

硅太阳能电池片焊接不良分析及对策余建;张红;王勋荣【摘要】太阳能电池是一种清洁高效的新能源,目前在国内外已得到大力发展和推广.在电池片进行焊接过程中,经常会出现焊接不上或焊接不牢固等缺陷,本文就焊接过程中出现的焊接缺陷进行分析,并提出几种解决对策,以提高太阳能电池片焊接的可靠性.【期刊名称】《常州信息职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(013)002【总页数】3页(P28-30)【关键词】太阳能电池;焊接;缺陷【作者】余建;张红;王勋荣【作者单位】常州信息职业技术学院江苏常州213164;常州信息职业技术学院江苏常州213164;常州信息职业技术学院江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TM914.40 引言光伏行业经历了2009年到2012年期间的低谷期，现在，随着行业的复苏和国内相关鼓励政策的出台，光伏行业又迎来了跨越式发展的新时机。

截至2013年底，国内全年光伏组件总产量达到30 GW，全年光伏电站总装机容量达到6 000 MW，占总电力资源的5%左右［1］。

光伏太阳能电池的焊接，不管是单焊还是串焊，目前国内大都是纯手工实现的，由于受作业人员的熟练程度、焊接材料、焊接条件等方面的影响，手工焊接时，往往会出现焊接困难、虚焊、堆锡、焊接不牢固等焊接缺陷。

焊接缺陷一方面影响太阳能电池的外观，另一方面影响电池的电学性能，因此，焊接质量的高低很大程度上决定了光伏组件的质量优劣。

在焊接过程中，必须严格按规范操作，焊接出高质量的电池片及电池串。

本文主要就电池片单焊过程中出现的典型焊接缺陷进行分析，并提出一些有效的解决措施。

对于电池片串焊，由于其焊接材料、工具、工艺等与单焊一致，可能出现的焊接缺陷及解决措施也与单焊相似，本文不再赘述。

1 电池片单焊焊接工艺介绍电池片焊接要求待焊电池片完整、无碎片、无划痕，电池片表面清洁干净，焊锡条要均匀地焊接在电池片主栅线内，电池焊接后要求焊锡条平直、光滑、牢固，用手沿45°左右提拉焊带不脱落。

太阳能电池板缺陷介绍
答：太阳能电池板缺陷介绍是：
•热斑效应。

部分阴影会导致电池板中的一些电池单片中的电流、电压发生变化，会构成部分升温的结果，时间长了之后就会出现一些显着烧坏热斑。

热斑效应会让电池板组件焊接点消融，毁坏栅线，渐渐的让电池板组件整块都损坏，不只会严重影响到照明体系，还至少会削减到其10%的寿命。

•分层。

为了保证太阳能电池的安全，制造商使用一层钢化玻璃和塑料背板来保护它们。

这些层紧密密封以防止内部腐蚀。

但是，有时它们会分开，这称为太阳能电池板的分层。

它会导致腐蚀并最终导致光伏组件失效。

电池片虚焊原因电池片虚焊是指在电池片制造过程中，电池片与其他组件之间的焊接不牢固或者未完成的现象。

虚焊是电池片制造过程中常见的缺陷之一，会对电池片的性能和寿命产生不利影响。

本文将从材料、工艺和设备三个方面分析电池片虚焊的原因。

一、材料原因1. 电池片材料质量不良：如果电池片的金属基底或者电极材料质量不良，表面粗糙或者含有杂质，会导致焊接不牢固。

另外，如果电池片的铜箔或铝箔过薄，也容易造成虚焊现象。

2. 焊料质量不佳：焊料是焊接过程中起着连接作用的材料，如果焊料质量不佳，会导致焊接不牢固。

焊料的成分和配比不合适、含有氧化物或者杂质，都可能引起虚焊。

二、工艺原因1. 清洁度不足：焊接前的表面处理是确保焊接质量的重要环节。

如果电池片表面存在油污、氧化物、灰尘等杂质，会影响焊接接触性，导致虚焊。

因此，保持电池片表面的清洁度十分重要。

2. 温度控制不当：焊接过程中温度的控制是非常关键的。

如果焊接温度过高或者过低，都会造成焊接不牢固。

过高的温度会导致焊料熔化过度，过低的温度则会导致焊料无法充分熔化，都会造成焊接不牢固。

3. 时间控制不当：焊接时间的控制也是影响焊接质量的重要因素。

焊接时间过短会导致焊料未能充分熔化并形成牢固的连接，焊接时间过长则会使焊料烧结过度，同样影响焊接质量。

三、设备原因1. 焊接设备性能不稳定：焊接设备的性能稳定性对焊接质量有着重要影响。

如果焊接设备的温度控制、时间控制等方面存在缺陷或者误差，都会导致虚焊。

2. 焊接设备磨损严重：焊接设备的磨损程度会影响焊接质量。

如果焊头磨损严重，无法提供足够的焊接压力和热量，就容易造成虚焊。

针对以上原因，可以采取以下措施来避免电池片虚焊问题：1. 选用优质的电池片材料和焊料，确保其质量符合要求。

2. 严格控制焊接工艺参数，如温度、时间等，确保焊接过程的稳定性和一致性。

3. 加强电池片表面的清洁处理，确保焊接前表面无杂质。

4. 定期检查和维护焊接设备，确保其性能和状态良好。

太阳能电池组件封装常见问题与对策一．.电池片虚焊原因：1）焊接温度不够，镀锡铜带还没有充分融化2）焊接速度不均匀，局部过快3）烙铁头温度不稳定4）烙铁头部磨损，不平滑5）焊带表面氧化，不易与银电极焊接上6）焊带弯曲、扭曲7）电池片在空气中暴露时间过长，银电极表面硫化解决对策：1）适当提高电烙铁温度2）熟练操作，确保焊接速度均匀3）检测烙铁头，如若磨损严重，应及时更换4）使用助焊剂浸润互联条，或是在电池片银电极部位适当涂敷助焊剂5）将焊带捋平6）焊带弯曲、扭曲二．层压气泡原因：1）层压机真空泵不能抽到完全真空2）EVA膜厚薄不均匀，也可能会导致气泡3）由于热板温度过热，或是加热时间过长，导致EVA分解气化4）过期的EVA使用，也容易产生气泡5）内部有液体，加热时蒸发形成气泡2）真空泵抽真空速度太慢，导致EVA过早熔化，内部气泡不好再抽出来了解决对策：1）维修泵，确保真空泵能够完全抽成真空2）更改热板温度参数，确保温度不会过热3）更改真空泵抽真空速率，确保在EVA熔化前完全抽成真空4）确定使用在保质期内的EVA 5）不得使用厚薄不均匀的EVA6）将内部清理干净，确保不会产生由于液体气化产生的气泡。

三．碎片原因：1）焊带焊接时在电池片尾部受力，因此该部位很容易碎片2）在层叠工序，由于要拧住焊带来排布位置，所以会出现局部受力过大的问题，这也是电池片电极尾部容易碎片的原因3）层叠过程中电池片反复受力，也容易照成碎片4）由于电池片硅片都有晶向，所以电池片很容易在45度方面出现裂纹5）由于层压压力不均匀，或是在加压力时EVA没有充分熔化，此时也容易出线碎片6）充气速度过快，导致电池片容易碎片或是隐裂解决对策：1）改进硅片质量，确保硅片具有相应的强度，并且本身没有隐裂2）更改真空泵抽真空速率，确保在给层压件增加压力前EVA充分软化3）电池片片焊操作确保手法均匀，不会出现局部用力过大4）采用相应方法，确保有隐裂的电池片及时选出来四．电池片移位原因：1）电池片间无透明胶带固定2）层压过程中组件整体移位3）由于压力影响，EVA被挤出，导致汇流条间距变大4）EVA流动性太大5）层压压力值太大解决对策：1）电池片之间在适当位置使用胶带固定2）使用EVA流动性偏小的EVA，避免整体移位3）控制层压压力值，不得太大五．杂质原因：1）烙铁头上的焊锡没有清理干净，导致锡渣掉落在组件中2）车间洁净度不够，有昆虫飞进车间3）员工劳保用品没有配戴完好，导致有毛发掉入组件中解决对策：1）定时清理烙铁头，确保没有锡渣堆积2）车间内保持正风压，保证飞虫等不会进入车间3）员工劳保用品应配戴完整六．焊接不良原因：1）员工焊接手法不准，导致焊带和银电极没能完全的对应上2）如若是自动焊接设备焊接的话，那就是因为设备没有调试好3）焊花是由于在背面电极焊接的过程中，对正面焊带也造成了热冲击，导致正面焊带粘贴在串焊模板上产生焊花解决对策：1）熟练操作，确保焊带与银电极完全对齐2）如若是自动焊接机，则应调试好后再投产3）在串焊模板上，电池片银电极对应的位置开一定深度的槽，避免焊带与串焊模板接触产生焊花七．背板问题原因：1）背板凹坑是因为层压机内部有异物，层压过程中压下来导致背板凹坑2）背板鼓包是由于组件内部EVA受热分解气化，导致产生鼓包解决对策：1）清理层压机，特别是气囊和高温布2）调整层压的参数，包括降低温度和减少层压时间3）如若还是有鼓包，则应检测EVA是否在保证期以内，以及这批EVA原材料的性能八．型材问题原因：1）型材在运输过程中收到碰伤2）型材表面没有塑料保护膜3）型材鼓包、起皮是由于表面处理不好导致的4）型材颜色不均匀是由于边框在不同批次的氧化池里面表面处理，而其颜色又不太一致所导致的解决对策：1）在工厂内减少搬运环节，避免缺陷的产生2）表面鼓包、起皮的边框不能使用3）对于颜色不一致的边框要求供应商做挑选，确保一个批次的边框颜色基本保持一致组件在封装加工过程中，可能会出线各种各样的问题。

光伏组件的加工工艺及不良分析IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】光伏组件的加工工艺及不良分析光伏组件加工工艺是太阳能光伏产业链的重要组成部分，通过将一片一片薄薄的太阳能电池片封装，使其可在恶劣的户外环境下可靠运行。

当前主流光伏组件的加工工艺采用的封装形式是EVA胶膜封装，它由电池片检测、电池片单焊、电池片串焊、组件层叠、组件层压、安装边框和安装接线盒、成品测试和包装入库等多道工序构成。

各道工序环环相扣，因此，各道工序工艺水平高低都直接影响产品的质量和档次。

一、光伏组件加工工艺第1道工序为电池片检测。

作为光伏组件加工环节的主要原材料——电池片的性能直接决定光伏组件质量好坏，因此，除对它的外观、色差和电阻率检测外，还要测试电池在特定光照、温度条件下的输出电流、输出电压和稳定耐用性等参数，它的测试主要通过专业仪器和设备完成。

第2道工序为电池片单片焊接。

焊接时，左手捏压焊带一端约1／3处，将焊带平放在电池片的主栅线上，焊带的另一端接触到电池片上的栅线上；右手拿烙铁，从左至右用力均匀地沿焊带轻轻压焊．焊接时，烙铁头的起始点应在单片左边处，焊接中烙铁头的平面应始终紧贴焊带．焊接应牢固、无毛刺、无虚焊及锡渣，表面光滑美观。

第3道工序为电池片的串焊，操作工艺为：将规定数量已焊好的电池片，背面向上排在模板上，用一只手轻压住2块电池片，使其贴在加热模板上,相互紧靠，依照规定间距（2士）将后一电池片引出的焊锡条用烙铁压焊在前一电池片的背电极上。

在焊接时要求焊锡条焊接平整，外观平直，无凸起焊锡疙瘩，无虚焊现象，第4道工序为层叠．将钢化玻璃抬到叠层工作台上，钢化玻璃的绒面朝上，在钢化玻璃上平铺一层EVA．EVA在钢化玻璃四边的余量≥5mm；注意要将EVA的光面朝向钢化玻璃绒面，在EVA上放好符合组件板型的定位模板，电池串分别与头、尾端模板对应，根据模板上所标识的正负极符号，将电池串正确摆放在EVA上，电池串的减反射膜面朝下。

太阳能电池板在生产或使用过程中可能会出现各种缺陷，这些缺陷会影响电池板的性能和寿命。

常见的太阳能电池板缺陷类型包括：
1.裂纹和断裂：电池板表面或内部出现裂纹，可能导致电池效率下降或完全失效。

2.黑点或黑斑：电池片上出现不规则的黑点，可能是由于材料污染或制造过程中的缺陷造成的。

3.划痕和磨损：电池片表面出现划痕或磨损，可能会影响电池的电气连接和性能。

4.电位诱导退化（PID）：在高电压下，电池板的玻璃和EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）层之间可能会产生电化学反应，导致性能下降。

5.热斑：电池片局部区域出现温度异常升高，可能是由于电池片间的不匹配或阴影遮挡造成的。

6.腐蚀和氧化：电池片表面或内部出现腐蚀或氧化，可能会影响电池的导电性和寿命。

7.电化学腐蚀：电池片与金属框架接触不良，可能导致电化学腐蚀，影响电池性能。

8.热应力：由于温度变化引起的机械应力，可能导致电池片或组件出现裂纹。

9.封装失效：电池片封装材料（如EVA）老化或损坏，可能导致电池片与外界环境直接接触，影响性能和寿命。

10.电连接问题：电池片之间的电连接不良，如焊点脱落或接触不良，会导致电池片间的电流传输受阻。

这些缺陷可以通过严格的质量控制流程、使用高质量的材料和组件、以及适当的安装和维护来减少。

定期检查和维护太阳能电池板可以帮助及时发现并修复这些缺陷，从而确保系统的高效和可靠运行。