光伏組件生產制造流程及主要質量風險點介紹正式稿課件

1POWER（BEIJING）ENGINEERINGSUPERVISIONCO.,LTD28七月2023光伏組件生產制造流程

及主要質量風險點介紹目錄一、光伏組件制造概述二、光伏組件制造工藝及主要質量風險點三、光伏組件監(jiān)造工作簡介四、光伏組件制造階段典型問題分析28七月20232目錄一、光伏組件制造概述二、光伏組件制造工藝及主要質量風險點三、光伏組件監(jiān)造工作簡介四、光伏組件制造階段典型問題分析28七月20233光伏效應28七月20234光伏效應：

太陽能電池就是一個大的二極管。當太陽光照射到太陽能電池上被界面層吸收，具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激發(fā)，產生電子－空穴對。在P－N結兩邊形成的勢壘電場作用下，將電子驅向N區(qū)帶負電，將空穴驅向P區(qū)帶正電，接通負載，則外電路便有電流通過。

光伏效應是半導體材料的普遍特性。今天我們大規(guī)模應用的晶體硅光伏電池，實際上主要是發(fā)電效率和設備成本之間平衡的結果。不排除日后由于技術進步，選擇其他材料的可能。最早在1839年，法國科學家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池（轉換效率約為6%），誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術。80年代-90年代美國政府推出PVUSA計劃，推廣超過100kW的大型并網光伏電站，其中最大的10MW。整個計劃發(fā)展并不成功。2005年我國同時也是亞洲第一個兆瓦級并網光伏電站-深圳國際園林花卉博覽園1MWp并網光伏電站建成。至同年底全球共有超過10個的兆瓦級光伏電站截至2013年底的全球光伏發(fā)電系統(tǒng)累計裝機容量為136.7GW。其中2013年新增裝機37GW。中國是2013年全球新增裝機容量最多國家，新增11.3GW，總裝機容量為14.8GW。5光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展歷程產生電能的最小單元——電池片28七月20236單晶硅電池片(156mm×156mm)多晶硅電池片(156mm×156mm)電池片是怎么來的？28七月20237為什么需要將電池片做成組件？28七月20238安裝運輸將非常困難耐候性能差，衰減將會非常迅速電極暴露在空氣中非常容易氧化厚度越來越薄目前180um居多（100um）工作電壓低僅0.5V左右，單片功率低硅太陽電池只有將電池片和其他輔助材料封裝在一起，電池片才能夠長久高效地產生電能。晶體硅光伏發(fā)電設備的產業(yè)鏈28七月20239光伏組件制造工藝及主要質量風險點目錄一、光伏組件制造概述二、光伏組件制造工藝及主要質量風險點三、光伏組件監(jiān)造工作簡介四、光伏組件制造階段典型問題分析28七月20231011背電極鋁背場光伏組件的制造實質是封裝過程12光伏組件的制造實質是封裝過程13光伏組件的制造實質是封裝過程組件是由什么組成的？鋁邊框硅膠超白鋼化玻璃EVA電池片背板組件生產

工藝流程10.終檢8.裝框接線4.層疊2.焊接6.層壓

1.電池片分選3.排版5.中檢7.固化9.擦拭11.終測12.包裝目錄一、光伏組件制造概述二、光伏組件制造工藝及主要質量風險點三、光伏組件監(jiān)造工作簡介四、光伏組件制造階段典型問題分析28七月20231628七月202317從事以電力設備制造質量監(jiān)理的專業(yè)化公司，服務范圍包括火力發(fā)電、水力發(fā)電、輸變電、核電、風電、太陽能/無損檢測、檢修等領域，經過幾十年的不懈努力，本公司已發(fā)展成為在國內電力行業(yè)享有較高聲譽的專業(yè)化服務公司。聯(lián)系方式：；（王勵）光伏組件監(jiān)造工作簡介光伏組件監(jiān)造工作的由來：2012年3月份響應集團公司水新部加強光伏電站建設質量的要求，開展光伏組件監(jiān)造服務的前期籌備；2012年3-6月份開展了光伏組件設備質量問題和監(jiān)造實施方案的前期調研工作，了解常見的質量問題，掌握有效的監(jiān)造辦法針對設備制造過程實施準確的質量管控；2012年7月份正式開展光伏組件監(jiān)造工作；2013年10月份正式通過了設備監(jiān)理協(xié)會針對光伏發(fā)電設備的甲級資質評審，成為了國內為數不多的具有光伏發(fā)電站全設備甲級監(jiān)造資質的單位。28七月202318光伏組件監(jiān)造工作簡介光伏組件監(jiān)造工作的模式和內容：目前光伏組件監(jiān)造工作采用駐廠監(jiān)造模式，從設備制造用原材料備料至全部設備包裝發(fā)貨，監(jiān)造工程師對整個過程均實施監(jiān)督。整個光伏組件監(jiān)造工作核心內容包括兩大部分，一為組件生產發(fā)貨進度控制，二為設備制造質量控制。其中設備質量的監(jiān)督和控制在制造過程旁站（巡檢）監(jiān)督的基礎上，引入設備制成品的抽查檢驗。設備監(jiān)造工程師對被監(jiān)造單位生產完成的晶體硅光伏組件劃分不同批次，按照約定的抽檢項目、抽檢比例以及測試標準實施抽查檢驗工作，以強化質量控制的力度和深度。28七月202319光伏組件監(jiān)造工作簡介進度控制工作簡介：（1）項目整體排產進度跟蹤核實；（2）組件每日投入、入庫數據的跟蹤核實；（3）組件每日發(fā)貨數據的跟蹤核實。28七月202320光伏組件監(jiān)造工作簡介質量控制工作簡介：（1）設備生產前的生產先決條件核查；核查采用文件見證和現(xiàn)場見證結合的方式，見證內容包括但不限于被設備監(jiān)造單位的質量管理體系、認證情況、技術文件（包括工藝文件、作業(yè)指導書、生產過程檢驗標準等)、檢驗標準、其他認證情況等文件資料是否齊備，并了解組件生產車間的人員配置，生產設備、實驗條件、以及整個生產車間的環(huán)境控制情況。28七月202321光伏組件監(jiān)造工作簡介質量控制工作簡介：（2）生產用原材料的核查；核查內容包括但不限于原材料型號與規(guī)格與設備采購合同及附件規(guī)定的一致性；原材料檢驗報告所體現(xiàn)參數與合同及附件規(guī)定要求的符合性；原材料存儲條件的適宜性；原材料的領用管理規(guī)范性。28七月202322光伏組件監(jiān)造工作簡介質量控制工作簡介：（3）每日制造過程的巡檢；監(jiān)造人員在每一個設備生產工作日了解當日的設備計劃投入量和上一日的設備入庫量，檢查當日原材料領用情況，對設備生產線進行巡查，并在每一個重要設備制造工序(如焊接工序、疊層工序、層壓工序、裝框工序、EL測試工序、電性能測試工序等)檢查設備質量情況。28七月202323光伏組件監(jiān)造工作簡介質量控制工作簡介：（4）制成品的抽查檢驗；監(jiān)造人員在綜合考慮設備供貨進度要求，被監(jiān)造單位測試設備情況和設備生產線特點等因素后確定制成品抽查檢驗的樣本量和檢測頻次。每一次抽查檢驗前，駐廠設備監(jiān)造工程師提前通知被監(jiān)造單位的相關負責人員，確定當次抽查檢驗的測試項目、抽查設備數量、覆蓋設備編號范圍。28七月202324光伏組件監(jiān)造工作簡介質量控制工作簡介：（5）裝車發(fā)貨前的核查在每一次設備發(fā)貨前駐廠設備監(jiān)造工程師確認當次發(fā)貨設備為已經過抽查檢驗的合格品，并檢查設備的包裝、標識、運輸車輛等，確認符合要求，方可允許被監(jiān)造方發(fā)貨。28七月202325光伏組件監(jiān)造工作簡介目前正在開展的工作：（1）加強原材料監(jiān)督檢查正在采購紅外光譜測試儀對制造廠家使用的背板進行不定期抽查，以確定使用的背板材料是否為TPT，是否符合集團公司的要求。（2）制作標準組件正在制作公司自己的標準組件并進行測試（萊茵TUV），用于與制造廠家測試標準進行比對，使制造廠家提供的組件產品功率真實、可靠。28七月202326目錄一、光伏組件制造概述二、光伏組件制造工藝及主要質量風險點三、光伏組件監(jiān)造工作簡介四、光伏組件制造階段典型問題分析28七月202327案例一組件隱裂2012年某項目在監(jiān)造過程中制成品抽檢時發(fā)現(xiàn)大比例的隱裂問題。原因：制造廠方面未嚴格驗證合同要求執(zhí)行無隱裂標準。處理：篩查全部已生產入庫的2萬余塊組件的EL測試結果，最終共剔除242塊存在隱裂的組件。28七月202328案例二組件正面批量缺膠2013年某項目在監(jiān)造過程中制造過程巡檢時發(fā)現(xiàn)批量組件正面缺膠。原因：制造廠在當天的打膠工藝和人員操作未經嚴格培訓，工藝執(zhí)行出現(xiàn)問題；處理：暫停生產，在監(jiān)造人員的監(jiān)督下對當日投產的709塊組件逐一進行返工補膠。28七月202329案例三組件濕漏電不合格2013年某項目在監(jiān)造過程中制成品抽檢時，抽檢52塊組件，出現(xiàn)4塊組件濕漏電測試不合格。原因：在線自動打膠機出現(xiàn)故障，導致接線盒打膠時未能夠完全密封。處理：暫停生產，調試設備，確保接線盒完全密封。同時向前追溯進行追加抽檢以確定問題發(fā)生的準確時間。對于存在問題時間段內生產的所有組件（1118塊）進行逐一復測，共發(fā)現(xiàn)剔除138塊不合格組件。28七月202330案例四組件層壓后氣泡問題2014年某項目在監(jiān)造過程中制造過程巡檢時發(fā)現(xiàn)層壓后組件內部貼條形碼處出現(xiàn)1-1.5mm2的氣泡。原因：層壓設備真空泵長期運行后雜質沉淀未及時清理；處理：暫停生產，調試清理設備。篩查當班次和上一個班次生產的所有組件，最終確認23塊存在問題的組件，并剔除。28七月202331結束

ThankYou

謝謝28七月202332鋁邊框33鋁邊框的作用：（1）支撐保護作用（2）與組件支架的連接性能要求：（1）防腐蝕—陽極氧化層厚度（2）機械強度—厚度（規(guī)定應大于40mm）（3）安裝孔的位置返回硅膠34硅膠的作用：（1）粘接作用（組件的密封、接線盒與組件的粘接、接線盒的灌封）（2）阻隔空氣、水汽性能要求：（1）固化后的強度，有一定的彈性和拉伸率（2）耐化學物質的侵蝕較好的耐候性、耐紫外特性，防水返回超白鋼化玻璃35鋼化玻璃的作用：（1）支撐保護作用（2）隔絕空氣、水汽、灰塵性能要求：（1）高透光率（鍍膜玻璃和非鍍膜玻璃），大于91%（2）一定的機械強度（3）較好的熱穩(wěn)定性3.2mm鋼化玻璃2mm鋼化玻璃返回鍍膜玻璃與非鍍膜玻璃的比較36所謂的鍍膜玻璃其實質上是在普通超白鋼化玻璃上涂覆一層折射率較低的薄膜，從而提高玻璃對光的透射量，減少反射。采用鍍膜玻璃可將組件功率提高約2%先鍍膜后鋼化的工藝，鍍膜層跟玻璃是強化學鍵結合。膜層厚度在100-140nm返回EVA（乙烯-醋酸乙烯聚合物）37EVA的作用：（1）粘接作用（將玻璃、電池片以及背板連層一體）（2）阻隔空氣、水汽（3）一定的彈性，緩沖，保護電池片性能要求：（1）高透光率的要求，大于91%（2）耐紫外特性（3）一定交聯(lián)度下的剝離強度返回涂錫焊帶38涂錫焊帶的作用：（1）互連條將單體電池片連接起來（2）匯流條匯聚電流性能要求：（1）低電阻率（2）較好的焊接工藝性（3）一定的強度返回背板39背板的作用：（1）保護作用（組件的最外層）（2）阻隔空氣、水汽、紫外線（3）絕緣性能要求：（1）很好的耐候性、耐紫外特性（2）較低的水汽透過率（3）一定的強度返回什么是TPT背板401.杜邦的專利技術2.雙面均為含氟的TPT結構層3.具有優(yōu)越的耐候性4.四家認可的復合膜生產商：臺虹、伊索、SFC、肯博返回外觀檔次電池片分選由于電池片有檔次之分，如果將檔次相差太大的電池片做入同一塊組件，會導致高檔次的電池片在組件工作過程中不能徹底發(fā)揮其發(fā)電能力，從而造成浪費。組件電池外觀完好顏色均勻一致,顏色范圍從黑色開始.經深藍色、藍色到淡藍色，允許相近顏色，但不允許跳色，如從黑色到藍色！補片

原則色差

碎片

…返回42

色差返回主要質量風險點電池片色差、功率混檔-色差影響組件整體外觀-功率混檔使組件整體功率變低，衰減、產生熱班使組件燒毀。返回44互連條電池片焊接后的電池片將互連條與電池片的主柵線焊接起來，為電池片的串聯(lián)做準備工具：電烙鐵單片焊接返回45焊接焊（串）接虛焊

錫渣

錫堆4.注意事項125單多晶

156單多晶

工作臺1.溫度2.手勢45°

3.焊接速度2-4秒

勻速返回主要質量風險點虛焊、過焊-虛焊導致組件功率降低或造成電打火造成組件燒毀；-過焊導致組件功率衰減、降低組件壽命或造成報廢。返回主要質量風險點焊帶偏移、電池片翹曲-偏移會導致組件功率衰減；-電池片翹曲導致電池片碎片，造成組件報廢。返回48層疊將電池串排列好以后用匯流條串聯(lián)起來,為層疊作準備匯流條電池組電池串電池串電池串返回49鋼化玻璃背板EVA電池組層疊好的組件層疊層疊過程示意圖EVA返回50間距均勻

極性正確避免虛焊，焊疤，尖刺

引出匯流條疊層返回主要質量風險點異物影響組件整體外觀；容易造成EVA產生氣泡。返回52145°左右，不同的EVA溫度有一些變化極限真空越低越好，油泵干泵50到120秒勻速、緩慢的充到65kpa到85kpa加熱抽真空加壓層壓返回53層壓機

工作原理返回54層壓參數是否異常1.注意層壓參數是否正確2.層壓機是否有異常！比如真空度，溫度，充氣速度等等3.需隨時關注層壓機運行狀態(tài)4.檢查每件層壓機是否有氣泡、異物等不良注意事項外觀檢查運行狀態(tài)返回主要質量風險點EVA脫層脫層面積較小時導致組件功率下降；當脫層面積較大時直接導致組件失效報廢返回主要質量風險點氣泡氣泡會導致EVA脫層，嚴重導致組件報廢返回57一定溫度、濕度一定時間運行狀態(tài)輕拿輕放EVA小分子結構變?yōu)榇蠓肿咏Y構外觀檢查。。。固化一次固化

層壓機二次固化

固化爐返回58保護組件鋼化玻璃的邊角便于工程安裝輕拿輕放，不可野蠻搬運溫度≤50℃，過高可能玻璃爆裂膠量的控制硅膠放置時間不可過長裝框接線返回主要質量風險點硅膠氣泡和縫隙-有氣泡和縫隙的地方會有雨水進入，使得雨水長期浸泡組件邊緣，造成組件邊緣EVA分層現(xiàn)象返回主要質量風險點接線盒灌封硅膠不固化 -硅膠不固化，膠會從線盒縫隙邊緣流出，盒內引線會暴露在空氣中，遇雨水或濕氣會造成連電使組件接線盒起火現(xiàn)象返回主要質量風險點虛焊、引線未卡緊引起接線盒起火，直接造成組件報廢，嚴重可能導致火災返回62清潔美觀增加透光率輕拿輕放不可有野蠻動作擦拭返回63電流類型測試電壓漏電上限緩升時間測試時間直流3600V50uA8s2s耐壓測試測試邊框與內部帶電體(電池片、焊帶等)之間在高壓作用下是否會產生電流而造成危險?。?！終檢每秒500v增加電壓測試返回64電流類型測試電壓絕緣電阻下限測試時間直流1000V40M?m22s絕緣測試測試邊框與內部帶電體(電池片、焊帶等)之間在高壓作用下是否會發(fā)生導通而造成危險?。?！終檢每秒500v增加電壓測試返回65電流類型測