光伏双玻组件生产工艺流程

湖南理工职业技术学院

毕业设计（论文）

题 目： 双玻光伏组件生产工艺 年级专业： 12级光伏材料加工与应用技术 学生姓名： 张孝杰 指导教师： 向钠

2015 年 4 月 25 日

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摘 要

双玻光伏组件在行业内应用由来已久，较早期的可以发现2009年就有相关报道，相关专利则更早，2014年SNEC大会过后许多光伏公司纷纷开始研发双玻组件，双玻组件更是被业内人士称为光伏成本绝境中的曙光。它与普通组件的优势在于寿命长发电量高、衰减小、阻隔性能、美观能够完美的和建筑结合、更低的碳足迹、更加易于回收、散热性能好于传统组件、不易积雪积灰、不易发生隐裂、防火。 本文章题材来自于光伏双玻组件生产现场，主要从双玻组件的工艺流程出发，对其生产流程进行梳理总结。本文章共分四章，其中第一章主要介绍了双玻组件的定义、结构、选材及双玻组件的独特性；第二章主要介绍了双玻组件的每道工序人员配置、物料准备、电池片的焊接、层叠、包棉、密封、热压、清洁、包装及成品的检验标准10个小节，其中每道工序都介绍了其目的、仪器设备、工作前准备、生产步骤、质量要求、注意事项及异常处理7个小项，而成品的检验标准包括了双玻组件的外观标准和经常生产的几种型号参数标准；第三章主要介绍了组件气泡、电池片移位及组件爆板三个在双玻组件生产中常见问题产生的原因及解决方法；第四章主要是对以上三章的总结。

本文章是本人在湖南兴业太阳能科技有限公司B02双玻组件车间实习工作中的体会和认识所写。

关键词 光伏幕墙、双玻组件、工艺流程、检验标准

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目 录

第一章 绪论........................................................ 1 1.1双玻组件的定义 .................................................. 1 1.2双玻组件的结构及要选材要求 ...................................... 1 1.3双玻组件独特性 .................................................. 2 第二章 双玻组件的制造工艺流程及检验标准............................. 3 2.1双玻组件工艺流程简介 ............................................ 3 2.2双玻组件工艺流程 ................................................ 3 2.2.1 物料准备...................................................... 3 2.2.3层叠 .......................................................... 8 2.2.4包棉 ......................................................... 10 2.2.5 密封......................................................... 12 2.2.6 热压......................................................... 14 2.2.7清洁 ......................................................... 16 2.2.8包装 ......................................................... 18 2.2.9双玻组件质量标准 ............................................. 20 第三章 双玻组件生产中的问题及解决方法.............................. 21 3.1气泡的产生原因及解决方法 ....................................... 21 3.2电池片移位的产生原因及解决方法 ................................. 22 3.2组件爆板的产生原因及解决方法 ................................... 23 第四章 结论........................................................ 23 致 谢.............................................................. 24 参考文献........................................................... 24

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第一章 绪 论

随着我国经济腾飞及城市化进程的推进，建筑业飞速发展，在建筑业发展的同时伴随着一些能源的消耗、环境污染和生态的破坏。能源是发展国民经济和提高人民生活质量的重要物质基础，其中太阳能被作为当前最理想的可再生能源，取之不尽用之不竭，而它与现代建筑的完美结合促成了光伏建筑一体化（BIPV）的发展。光伏建筑一体化的高端产品光伏幕墙，它把太阳能纳入到现代建筑总体设计中，使其有机的完美结合，形成了集建筑、技术集美学于一体的新型建筑。光伏幕墙的使用能够为人们提供绿色的电力和能源，具备阻止噪音，遮挡阳光和隔绝热量，能够有效地利用空间资源，使建筑外观产生独特的视觉艺术效果。因此，未来光伏发电技术与建筑节能的主流方向是光伏幕墙，它将会慢慢的融入到商业应用领域。

光伏幕墙大致可分为：晶硅光伏幕墙、薄膜幕墙两种。晶硅光伏幕墙又可分为透光和不透光两种，在这里着重讲透光的晶硅光伏幕墙即双面玻璃晶体硅太阳电池组件。（简称：双玻组件，下文皆以双玻组件称之）双玻组件作为光伏幕墙的一种，它有着美观、透光的优点，应用非常广泛, 如: 太阳能智能窗、太阳能凉亭和光伏建筑顶棚,以及光伏玻璃幕墙等等。随着国内外光伏建筑一体化(BIPV)的推广, 双玻组件也会的更好的发展和创新[1]。在实习期间对于对双玻光伏组件有了进一步的了解，实践理论相结合，亲身感受把所学到的所认识到的用文字所描绘出来作为对工作的总结认识。

1.1双玻组件的定义

双玻组件的定义可根据它的的结构来定义。由两片玻璃，中间复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件，称为：双玻璃光伏组件。

1.2双玻组件的结构及要选材要求

一、双玻组件的结构：

目前双玻组件的结构主要有两种方式： （1）夹层玻璃结构：

夹层玻璃结构双玻组件，它的特点是由两片玻璃（一块钢化、一块半钢化）中间夹着串联好的电池层压密封而成。由于做成夹层玻璃，组件具有一定的透光性和较高的力学性能。

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（2）中空玻璃结构：

中空玻璃结构的双玻组件，它的特点是将一块玻璃做成中空玻璃然后串联好的电池放在中空玻璃（中空玻璃做双玻组件的背面）和另一块钢化玻璃之间层压密封而成。由于它具有中空玻璃结构特点，因此具有良好的绝热和隔音的功效。

双玻组件上中下三层均用双玻组件专用的PVB或EVA复合而成。其整体结构如图1.1

图1.1 双玻组件结构图

二、双玻璃光伏组件选材要求：

①双玻璃光伏组件的两片玻璃必须是钢化安全玻璃；②向光的一面玻璃必须是超白玻璃；③电池片包括：单晶硅、多晶硅、非晶硅其中的任意一种；④复合层必须是聚乙烯醇缩丁醛树脂（PVB）复合层。[2]

1.3双玻组件独特性

一、双玻组件具有以下特点 （1）利用太阳能光伏发电；

（2）可以作为建筑安全玻璃组件，具有建筑安全玻璃的抗冲击、破碎状态等安全性能；

（3）可以作为非承重墙或承重屋面用于建筑，是一种绿色环保建材产品；

（4）规格尺寸、外观形状可根据客户要求定做，具有多样性和艺术性。

二、与普通光伏组件的主要不同之处是 （1）普通组件质保是25年，双玻组件是30年； （2）直接作为建材产品，无需重复建设； （3）抗冲击等安全性能高于普通光伏组件；

（4）增加了透光性能，又能起到装饰性和遮阳双重作用；

（5）散热性能好于传统组件，不易发生隐裂；

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（6）它的防火等级是A，传统的等级是C。[3]

第二章 双玻组件的制造工艺流程及检验标准

2.1双玻组件工艺流程简介

此工艺流程均是本人在湖南兴业太阳能科技有限公司双玻组件车间实习期间所了解到的。因为双玻组件车间订单较少公司并未对其投入大规模机械化的生产，所以整个双玻组件车间只有一条生产线，总共15名员工，大部分工艺均是工人纯手工打造而成。每道工序的人员安排是：组长1人，电池片焊接共2人（单焊串焊各1人），层叠共两组4人（2人一组），包棉2人，密封共两组4人（两人一组），入釜2人，清洁包装这道工序没有规定的人员分配因此所有双玻组件车间的员工都参与。双玻组件工艺如图2.1

电池片焊接 层叠 包棉 密封 包装 清洁 热压 图2.1 双玻组件工艺流程图

2.2双玻组件工艺流程

2.2.1 物料准备 1、电池片的准备

根具每天的生产产量及客户所需的双玻组件的规格来确定电池片的数量，电池片在进入车间前是有湖南兴业太阳能科技有限公司第五车间电池组件车间分选好地，只需将包装好的电池片拆封放到待用区备用。

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2、焊带准备

将洁净的互联条放置于互联条浸泡盒中，放入助焊剂，浸泡5～10分钟，使之表面既无焊剂流淌，又处于浸润状态，并用洁净棉布包裹存放备用 3、PVB膜的裁剪

按照每天的生产产量提前将PVB膜的裁切好，其规格大小是根据客户所要求的双玻组件的尺寸来定的。裁切时为了将PVB 膜裁切整齐需四人同时协作将PVB膜拉直平铺在工作案台上（工作案台上铺有一块与案台宽度相同，且与案台边缘重合的钢化玻璃），用美工刀沿着案台上的钢化玻璃边缘裁切。裁切时注意PVB膜的清洁，防止灰尘污染，裁切好后放到待用区备用。 4、钢化玻璃的选择与清洗

双玻组件正面玻璃要求要有较高的透过率，一般采用超白低铁钢化玻璃，透光率应>94%。背面玻璃由于起主要的支撑、承压作用，厚度应该根据光电玻璃建材安装的部位以及抗风压要求等决定，为增强透光性，底层玻璃选用浮法钢化玻璃，以避免热应力的破坏。在使用前选择无划痕、无缺角、无崩边的钢化玻璃，选好后用无水酒精对其进行清洗，保持与PVB膜接触面的干净，以防灰尘的带入。 5、高温棉的准备

在准备高温棉时，应检查棉布是否容易脱绒，容易扯断，棉布是否扎手，检查好后应将所需的棉布放到待用区等待使用。 6、裁切高温真空膜

密封工序员工按照每天的生产产量提前将高温真空膜裁切好，其规格按照所生产的双玻组件尺寸来定，高温真空膜的裁切方法与PVB膜的裁切方法相同，其中应注意的是在裁切的时候高温真空膜不能出现折痕或皱褶。 7、真空气嘴

真空气嘴是有底座，密封圈，气嘴管组成，真空气嘴大多都是以前用过的，并且上面还留有密封胶，所以在开工前应将所需气嘴上的密封胶剥去，将气嘴的三个部件组合在一起后放到待用区。 8、密封胶

密封胶也是密封工序所用到的，密封胶是盘型带状的宽约1.5cm。根据每天

的生产产量来准备所用的大致数量。

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2.2.2电池片焊接 1、电池片单焊

1）、目的：将单片电池片的负极焊接起来，便于下道串接。 2）、主要设备和物料

（1）主要设备及工具：电烙铁、烙铁架、电焊台、泡沫垫。 （2）主要物料：电池片、焊带、助焊剂。 3）、单焊前准备

（1）按要求穿戴好无尘服、无尘帽、口罩、棉手套、橡胶手指套、静电鞋以及对工作台面进行清洁整理。

（2）对工作中所使用到的仪器进行准备和检查。将电烙铁预热，温度控制在355℃～385℃，加热台温度控制在45℃～50℃。 4）、单焊步骤

（1）检查电池片是否缺角裂片等不良。

（2）将一片电池片朝上纵放，置加热板中央，在主栅线处铺好焊带。 （3）手握电烙铁时电烙铁的把手应与电焊台形成45°左右的夹角，从电池片第三条细栅线处开始焊接，焊接力度及速度均匀，每条焊带的焊接时间在3～5s，将焊接好的电池片放在怕泡沫垫上，同一串电池片放在一个泡沫垫上，每一串电池片应包含一个短焊带的电池片，焊接完毕后填写流程单。单焊接手势及焊好的电池片摆放如图2.2。

图2.2 单焊手势及电池片摆放

5）、质量要求及注意事项 （1）质量要求

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①不能有隐裂、裂片、V型尖角、崩边。

②焊带沿主栅线平直，表面光滑、光亮，无脱焊、虚焊、结瘤凸起、焊刺与焊渣飞溅情况，焊带偏离主栅线不超过0.3mm，单个电池片偏出主栅线长度不超过30mm。

③同一电池片上两条或者三条焊带长度偏差不超过1mm，与规定长度偏差不超过1mm。

④同一个组件上电池片上不能有明显色差。 ⑤电池表面不能有脏污，严禁裸手接触电池片。 （2）注意事项

①焊接过程中，安全使用电烙铁，防止烫伤自己或他人。

②焊接过程中戴好口罩，开启排风扇，避免吸入过多焊接时产生的气体，造成身体伤害。

③取片焊接时应轻拿轻放，避免造成隐裂或破片。

④焊接在保证质量的前提下，尽量一次焊接完成，避免电池片重复受热造成损伤。

⑤员工不得私自调整加热台和烙铁温度，组长每两小时对烙铁进行测温，记录填写《焊接温度记录表》。 6）、异常处理

（1）电池片若有轻微锡渣应用烙铁烫掉，焊接不良严重时，需拆掉焊带重新焊接。

（2）单焊中发现焊带无法焊接牢固，往焊带上涂抹一层助焊剂在进行焊接。 3、电池片串焊

1）、目的：将单焊完的电池片，串联起来。 2）、主要设备和物料

（1）主要设备及工具：电烙铁、烙铁架、电焊台、串焊台、串焊模板、串焊托盘。

（2）主要物料：单焊完成的电池片、焊带、助焊剂。 3）、串焊前准备

（1）按要求穿戴好无尘服、无尘帽、口罩、棉手套、橡胶手指套、静电鞋以及对工作台面进行清洁整理。

（2）对工作中所使用到的仪器进行准备和检查。将电烙铁预热，温度控制在355℃～385℃，加热台温度控制在45℃～50℃。

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4）、串焊步骤

（1）根据图纸资料间距要求，用焊带或其他物品绘制串焊模板，焊带用胶带或胶水固定住（因双玻组件为定制型组件同串电池片间的间距不固定，所以需要员工根据图纸要求绘制模板）。

（2）将单焊完成的电池片背面朝上后片焊带对齐搭在前片背电极上，依次摆放在串焊模板上，摆放整齐。

（3）右手持电烙铁，左手将电池片定位，从前片焊带伸出方向起焊，按照摆放顺序依次将焊带接在背电极上

（4）将串焊合格的电池片放在串焊托盘上，待焊完一件组件数量后将串焊托盘放在串焊周转车上，转移到下一工序使用。电池片的摆放方式和焊接如图2.3

图2.3 电池片的摆放方式和焊接

5）、质量要求及注意事项 （1）质量要求

①不能有隐裂、裂片、V型尖角、缺角、崩边、脏污，焊接时不能有锡渣锡堆和虚焊。

②串焊电池片露白不超过背栅宽度的三分之一，单个电池片偏出主栅线长度不超过1mm。

③电池片串间距符合图纸要求，两串电池片正负极相反放置，串间距在5mm以内的，两串间梯度差不超过1mm，串间距在5mm以外的，1米距离目视无明显梯度差，串总长度误差不超过2mm。 （2）注意事项

①焊接过程中，安全使用电烙铁，防止烫伤自己或他人。

②焊接过程中戴好口罩，开启排风扇，避免吸入过多焊接时产生的气体，造成身体伤害。

③置片取串应小心轻放，避免造成隐裂或破片。

④焊接在保证质量的前提下，尽量一次焊接完成，避免电池片重复受热造成

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损伤。

⑤员工不得私自调整加热台和烙铁温度，组长每两小时对烙铁进行测温，记录填写《焊接温度记录表》。 6）、异常处理

（1）电池片片串间距长短不一时，停止焊接，及时核准焊接模板。

（2）串焊中发现焊带无法焊接牢固，往焊带上涂抹一层助焊剂在进行焊接。 （3）若串焊过程中出现批量虚焊或破片时，立即停止焊接并报告班组长。

2.2.3层叠

1、目的：按照图纸要求将电池串连接成一个电池板，用玻璃、胶片将电池片夹好为后工序做准备。 2、主要设备和物料

1）、主要设备及工具：电烙铁、电焊台、钢直尺、美工刀、镊子、塑料圈、隔热板。

2）、主要物料：电池片串、汇流带、PVB胶膜、钢化玻璃、酒精、无尘布。 3、层叠前准备

1）、按要求穿戴好无尘服、无尘帽、口罩、棉手套、橡胶手指套、静电鞋以及对工作台面进行清洁整理。

2）、准备本工序所需物料、图纸及工具，对工作中所使用到的仪器进行准备和检查，将电烙铁预热，温度控制在355℃～385℃。 4、层叠步骤

1）、用无尘布和酒精清洁钢化玻璃，待酒精挥发干净后在铺上PVB胶膜。 2）、将串焊完成的电池片摆在PVB胶膜上，并依照图纸资料对电池片进行正负极摆放和间距定位，在间距定位时钢直尺轻轻接触电池片的边缘。

3)、铺盖上层PVB胶膜留出需焊接汇流带的电池片，铺盖前后PVB胶膜保持干净污染。

4）、根据图纸资料了引出引出线，并将多余焊带头剪掉，焊接时将隔热板垫在PVB与焊接点之间。

5)、在组件边缘垫放置塑料圈，塑料圈不能压到电池片边缘，盖上钢化玻璃，待上下玻璃位置对准无叠差是，依次去掉塑料圈。

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6）、用美工刀将组件边缘多余PVB胶膜切掉，刀片与玻璃平面成45°角，PVB余料5～8mm。层叠部分步骤图如2.4

图2.4 层叠部分步骤

5、质量要求及注意事项 1）、质量要求

（1）汇流带与涂锡带焊接须平滑牢固，外观良好无虚焊。 （2）组件内电池片正负极的连接及方向必须符合图纸要求。

（3）组件内电池片定位需按照图纸资料标明尺寸，严格控制误差：串与串间距≤5mm，偏差不超过1mm，串与串间距≥5mm，偏差不超过2mm。

（4）组件内不允许有异物，但若异物存在电池片、玻璃、PVB胶膜上不可去除；且异物大小不超过1×1mm，数量不超过2个的话，经质检与技术员的确认可以流入下一工序

（5）引线数目、位置、连接方式符合图纸要求，引线长度满足接线盒安装要求 （6）最大允许叠差：长度或宽度小于1m时，叠差不超过1mm；长度或宽度大于等于1m小于2m时，叠差不超过2mm；长度或宽度大于等于2m小于4m时，叠差不超过3mm。 2）、注意事项

（1）员工在搬运玻璃时需小心谨慎，以免玻璃滑落或撞坏而伤及自己或他人。 （2）焊接汇流带时，安全使用烙铁，以免烫伤自己或他人。

（3）合片时，小心玻璃压伤手指，用美工刀去除多余PVB胶膜时注意安全，以免伤到自己或他人。

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（4）作业过程中用酒精清洁玻璃或电池片表面的脏污，带酒精我完全挥发后在投入使用。

（5）更换电池片时，需选择与原电池片功率、颜色一致的，连接方式与原来一致。

（6）确定组件正负极连接正确，内部无异物时在合片，合片时玻璃轻轻合盖。 （7）若组件采用背面开孔出线方式，则出线孔需填塞细碎PVB,致孔深三分之二。

（8）合片结束后，半成品组件上面不能施加任何物品，以避免组件内电池片破损。

（9）抽除塑料圈时，在固定玻璃位置后逐个缓慢依次抽出。

（10）生产不同规格组件时，需生产，技术和质检三方确定首件无误后方可批量层叠。 6、异常处理

1)、合片时上下玻璃尺寸误差较大引起叠差的，挑选误差较小的玻璃合片。

2.2.4包棉

1、目的：用棉布将双玻组件边缘包裹成一个导通的的气流通道以便抽真空。 2、主要设备和物料

1）、主要设备及工具：美工刀、剪刀、木方。

2）、主要物料：未包棉组件、高温棉、尼龙布、金色高温胶带。 3、包棉前准备

1）、按要求穿戴好无尘服、无尘帽、口罩、手套、静电鞋以及对工作台面进行清洁整理。

2）、准备本工序所需的物料、图纸及工具。 4、包棉步骤

1)、将组件下面垫上小木方，使组件与桌面形成一个高度差，便于粘贴胶带。 2）、一人将一层尼龙布和两层高温棉布叠加在一起并拉直包裹在组件边缘（尼

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龙布在内侧），另一人用过高温胶带将尼龙布和高温棉布固定在玻璃上，对于连续高温棉，高温胶带间隔300mm，对于转角及接口处适当加贴一道高温胶带固定。 3）、组件四周包好棉后，在组建表面放置一条三层后的棉布，面布贯穿两短边，一段伸出组件外部100mm～150mm（伸出的高温棉布是放置吸嘴的），用高温胶带将其固定在玻璃表面。包棉示意图如图2.5

图2.5包棉示意图

5、质量要求及注意事项 1）、质量要求

（1）所有棉布与玻璃表面的棉布形成回路。

（2）包裹尼龙布和棉布时，不能将水平伸出玻璃边缘外的残余PVB胶膜压向上下任何一方。

（3）尼龙布和棉布的宽度均匀分布在组件的时上下玻璃表面，不偏向任何一方，粘贴牢固。 2）、注意事项

（1）员工再切断多余胶带和棉布时，注意用刀安全，以免伤到自己或他人。 （2）包棉需转移组件时需用双手手心向上托住组件，禁止转移组件时在工作台上拖动。

（3）包棉过程中，严禁将任何物品或工具放在组件表面以防止产生压力。 （4）垫组件用的木方高度一致，组件受力均匀。

（5）包棉过程中两端棉布相连接时，重叠部分不少于50mm

（6）若组件采用背面开孔出线方式，则出线孔位置需用高温胶带粘贴两层尼龙布。

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（7）若所用尼龙布边缘出现线头，需全部剪掉后在进行包裹，以防止线头吸进组件夹层内。

（8）生产的组件形状特殊或者规格过大，其包棉的层数和气嘴放置的须有技术员确定。 6、异常处理

1）、粘贴过程中胶带脱落处，可适当延长胶带的长度，粘贴牢固。

2.2.5 密封

1、目的：用真空膜将组建包裹在一个密闭的空间，通过吸嘴实现抽真空。 2、主要设备和物料

1）、主要设备及工具：高压釜中转车、压胶工具、美工刀、剪刀。 2）、主要物料：未包组件、气嘴、真空膜、高温密封胶、酒精、抹布。 3、密封前准备

1）、按要求穿戴好无尘服、无尘帽、口罩、手套、静电鞋以及对工作台面进行清洁整理。

2）、准备本工序所需的物料、图纸及工具。 4、密封步骤

1）、将裁切完成的真空膜，放置在密封工作台带预先设定的位置，再把包棉完的组件放在真空膜上，真空膜能够翻折包裹住组件，并留有贴胶的位置。 2)、在距组件边缘50～100mm处真空膜上粘贴高温密封胶（真空膜翻折边除外），吸嘴边距组件80～150mm粘贴，放置吸嘴下盖，吸嘴下盖放置在伸出的高温棉布上。

3）、将真空膜沿组件边缘翻折盖住组件和高温密封胶，盖好后两人同时从长边中心向两边同时按压，使高温密封胶将组件上下方真空膜初步粘连，粘胶处平整无折痕。

4）、员工脚踩压胶工具从密封胶中间向两边压胶，使上下真空膜紧密粘连在一起。

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