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1、光伏组件构成,第二章光伏组件构成2.1构成之一电池片2.2构成之二玻璃2.3构成之三胶膜2.4构成之四背板2.5构成之五焊带2.6构成之六边框2.7构成之七硅胶2.8构成之八接线盒,光伏组件构成,2.1构成之一电池片光伏组件常用的组成部分是晶硅电池片、TPT背板、EVA胶膜、涂锡焊带、面板玻璃、硅胶、边框、接线盒，而电池片是光伏组件最核心的部分，它是将光能转化成电能的器件。2.1.1特点电池片用于把光能直接转化为电能，如图2-1b所示为方角多晶硅电池片，图2-1c所示为圆角单晶硅电池片。,光伏组件构成,a）单晶硅棒,光伏组件构成,c) 单晶硅电池片,b) 多晶硅电池片,图2-1 光伏电池片,光
2、伏组件构成,2.1.2发展历程光伏组件是光伏系统中将太阳光辐射能直接转换为电能的器件，如图2-2a所示为单晶光伏组件，2-2b所示为多晶光伏组件。由电池片附加其他材料封装成光伏组件，再按需要将一定数量的光伏组件组合成一定功率的光伏方阵，经与蓄电池、测量控制设备及DC/AC（直流-交流）变换器，构成光伏系统。,光伏组件构成,b)多晶光伏组件,a)单晶光伏组件,图2-2晶硅光伏组件,光伏组件构成,就电池片的发展时间而言，可区分为四个世代：第一代基板硅晶 (Silicon Based)电池片约90%份额（如图2-3所示）、第二代为薄膜 (Thin Film)电池片约10%份额、第三代新观念研发 (N
3、ew Concept)电池片、第四代复合薄膜材料电池片。,图2-3 电池片生产份额,光伏组件构成,2.1.3光电转换效率电池片主要作用就是发电，发电市场上主流的是晶硅电池片、非晶硅电池片（也叫薄膜电池片），两者各有优劣。晶硅电池片生产设备成本相对较低，但消耗大，电池片生产成本很高，光电转换效率也高。薄膜电池片是先进的第三代电池片，设备成本较高，但消耗小，电池片生产成本很低，光电转化效率是晶体硅电池片50%左右，弱光效应好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的电池片。,光伏组件构成,1.光陷阱结构 一般高效单晶硅电池片采用化学腐蚀制绒技术，制得绒面的反射率可达到10以下。2.减反射膜 减反射膜的基
4、本原理是位于介质和电池表面具有一定折射率的膜，可以使入射光产生的各级反射相互间进行干涉从而完全抵消。3.钝化层 钝化工艺能有效地减弱光生载流子在某些区域的复合。4.增加背场 5.改善衬底材料 选用优质硅材料，如N型硅载流子寿命长、制结后硼氧反应小、电导率好、饱和电流低。,光伏组件构成,2.1.4晶硅电池片电池片型式上可分作基板式与薄膜式，基板式在材料上又可分单晶式、或相溶后冷却而成的多晶式基板；薄膜式则可和建筑物有较佳的结合性，它具有曲度，有可挠、可折叠等特性，材料上较常用非晶硅。还有有机或纳米材料制作之电池片，目前仍处研发阶段。电池片按结构分类有：同质结电池片、异质结电池片、肖特基电池片。按
5、材料分类有：硅电池片、有机化合物电池片、敏化纳米晶电池片、聚合物多层修饰电极型电池片、无机化合物半导体电池片、多元化合物薄膜电池片（塑料电池片）。,光伏组件构成,按工作方式分类有：平板电池片、聚光电池片、分光电池片。按光电转换机理有：传统电池片，激子电池片。晶硅电池片有：多晶硅电池片、单晶硅电池片。非晶硅电池片有：薄膜电池片、有机电池片。化学染料电池片主要是染料敏化电池片。多晶硅的需求主要来自于半导体和电池片，按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级，其中用于电子级多晶硅占55%左右，太阳能级多晶硅占45%，如图2-4所示。,图2-4 太阳能级多晶硅比例,光伏组件构成,1单晶硅电池片单晶硅电池片是
6、当前开发得最快的一种电池片，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。单晶硅电池片是开发较早、转换率最高和产量较大的一种电池片。2多晶硅电池片单晶硅电池片的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在电池片生产总成本中己超二分之一，加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作电池片也是圆片，组成光伏组件平面利用率低。,光伏组件构成,2.1.5非晶硅电池片非晶硅电池片是用非晶态硅为原料制成的一种新型薄膜电池。非晶态硅是一种不定形晶体结构的半导体。用它制作的电池片只有1m厚度,相当于单晶硅电池片的1/300。它的工艺制造过程与单晶硅和多晶硅相比大大简化, 硅材料消耗
7、少, 单位电耗也降低了很多。,光伏组件构成,1.结构工艺如图2-5所示，其基本结构不是pn结而是pin结。掺硼形成p区，掺磷形成n区，i为非杂质或轻掺杂的本征层。,图2-5非晶硅薄膜电池片结构,光伏组件构成,非晶硅薄膜电池片的突出特点是：材料和制造工艺成本低，制作工艺为低温工艺（100-300），耗能较低，易于形成大规模生产能力，生产可全流程自动化，品种多，用途广。非晶硅薄膜电池片存在问题是：光学带隙为1.7eV决定了其对长波区域不敏感，导致光电转换效率低，光致衰退效应明显，光电效率随着光照时间的延续而衰减。以上问题解决途径是制备叠层电池片，即在制备的p-i-n单结电池片上再沉一个或多个p-i
8、-n子电池制得。采用的生产方法有反应溅射法、PECVD法、LPCVD法，如图2-6所示为反应溅射法制备费晶硅电池片的工艺；反应气体是H2稀释的SiH4；衬底材料是玻璃或不锈钢。,光伏组件构成,图2-6非晶硅薄膜电池片生产工艺,1清洗TCO玻璃 2激光刻划1（SnO2） 3沉积非晶硅电池（PIN/PIN） 4激光刻划2（a-Si） 5溅射背电极铝膜 6激光刻划3（Al） 7封装（汇流、层压、测试）,光伏组件构成,2.无机多元化合物薄膜电池片多元化合物电池片指不是用单一元素半导体材料制成的电池片。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：硫化镉电池片、砷化镓电池片、铜铟硒电池片。多
9、元化合物薄膜电池片材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-U族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池。（1）砷化镓。砷化镓电池片是一种-V族化合物半导体电池片。（2）碲化镉电池片。碲化镉是化合物半导体,其带隙适合光电能量转换。,光伏组件构成,（3）CIS电池片。铜铟硒电池片是以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料，在玻璃或其它廉价衬底上沉积制成的半导体薄膜，如图2-7所示。（4）CIGS薄膜电池片技术。,图2-7 CIS电池片结构,光伏组件构成,3.有机化合物电池片（1）染料敏化电池片。染料敏化TiO2光伏电池片实际上是一种光电化学电池，如图2-8所示，为TiO2纳米晶薄膜电池片结构。,图2-8
10、 燃料敏化纳米薄膜电池片结构示意图,光伏组件构成,（2）聚合物多层修饰电极型电池片。聚合物电池片是利用不同氧化还原型聚合物的还原电势, 在导电材料表面进行多层复合, 制成类似无机P-N结的单向导电装置。各种材料的光电转换效率对比如图2-9所示。,图2-9 光电转换效率,光伏组件构成,2.1.6等效电路电池片四种典型状态如图2-10所示：无外部光照，平衡状态；稳定光照，输出开路；稳定光照，输出短路；稳定光照，外接负载。,图2-10 电池片状态图,光伏组件构成,1.模型等效电路的物理意义是：电池片光照后产生一定的光电流IL，其中一部分用来抵消结电流Ij，另一部分即为供给负载的电流IR。光伏电池片的
11、等效电路模型如图2-11所示,图2-11 电池片等效电路模型,光伏组件构成,2.分析电池片是利用光伏效应直接将光能转换为电能的器件。其理想等效电路模型是一个电流源和一个理想二极管的并联电路，其输出特性可以用I-U曲线图表示，电池片理想等效电路如图2-12a所示，实际等效电路如图2-12b所示。,b）实际情况（the actual solar cell）,a）理想情况（The ideal solar cell）,图2-12 电池片等效电路（Equivalent circuit of the solar cell）,光伏组件构成,2.1.7检验1.非电气检测电池片检验内容有、电池片厂家、包装(内包
12、装及外包装)、外观、尺寸、电性能、可焊性、珊线印刷、主珊线抗拉力、切割后电性能均匀度，电池片在未拆封前要求保质期为一年。抽检时，按来料的千分之二抽检，电性能和外观以及可焊性在生产过程全检。电池片检验工具有单片测试仪、游标卡尺、电烙铁、橡皮、刀片、拉力计、激光划片机、涂锡带，助焊剂。计量器具有游标卡尺、电池片分选仪、厚度测试仪、稳压电源、放大镜、橡皮、塞尺等。,光伏组件构成,2.电气检测（1）直流电流-电压（I-U）测量。可以利用直流I-U曲线图对光伏电池片进行评测，I-U图通常表示电池片产生的电流与电压的函数关系，简化的测量配置如图2-13所示图2-13a所示曲线给出了光伏电池片的典型正偏特性
13、，其中最大功率（PMAX）出现在最大电流（IMAX）和最大电压（VMAX）的交叉点。图2-13a所示，对电池片进行I-U曲线测量的典型系统，由一个电流源和一个伏特计组成。,光伏组件构成,a)曲线图,b）典型测量系统,图2-13 电池片测量曲线图,光伏组件构成,(2)总体效率的测量参数。 1）填充因数（FF）是将光伏电池片的I-特性与理想电池I-U特性进行比较的一种方式。理想情况下，它应该等于1，但在实际的光伏电池片中，它一般是小于1的。它实际上等于电池片产生的最大功率（PMAX=IMAXVMAX）除以理想光伏电池片产生的功率。 FF =IMAXVMAX/(ISCVOC) 2）转换效率（h）是电
14、池片最大输出功率（PMAX）与输入功率（PIN）的比值，即 h = PMAX/PIN（3）电容测量。与I-U测量类似，电容测量也用于电池片的特征分析。,光伏组件构成,（4）电阻率与霍尔电压的测量。四点共线探测技术在使用四点共线探测技术进行测量时，其中两个探针用于连接电流源，另两个探针用于测量光伏材料上电压降。在已知PV材料厚度的情况下，体积电阻率（）可以根据下列公式计算得到： = (/ln2)(V/I)(tk)其中， =体积电阻率，单位是cm，V=测得的电压，单位是V，I=源电流，单位是A，t=样本厚度，单位是cm，k=校正系数，取决于探针与晶圆直径的比例以及晶圆厚度与探针间距的比例。范德堡电
15、阻率测量方法,光伏组件构成,（5）脉冲式I-U测量。除了直流I-U和电容测量，脉冲式I-U测量也可用于得出电池片的某些参数。特别是，脉冲式I-U测量在判断转换效率、最短载流子寿命和电池电容的影响时一直非常有用。2.1.8质量分级1.质量分级介绍（1）分级方法。1)按转换效率分选。2)按外观分选。3)将外观分选合格的电池片根据目测按颜色进行分组。4)按计划生产的板型规格和数量要求进行电池片分选。,光伏组件构成,（2）电池片的电性能测试。测试前要使用标准电池片对测试仪器进行校准，测试误差不超过0.01w。标准片测试误差大时，要对测试仪器进行参数调整，并记录校准结果。（3）测试注意事项。1）测试前，
16、要对测试仪进行标准片校准，保证测试数据的准确性。分选电池片时要轻拿轻放，避免损坏。分类和摆放时要按规定放在指定的泡沫盒或区域内。装盒和打包时需要清点核对数目，并且确保包装的完整性。2)测试过程中操作者必须戴上一次性手套或手指套，禁止不戴手指套进行测试分选。测试分选后要整理电池片，禁止合格与不合格的电池片混合掺杂放置。记录并填写相关文件数据记录。,光伏组件构成,2.粗分电池片有方角和圆角两种，方角的对角线大，圆角的对角线小（如图2-14所示），所以边长1030.5mm、1250.5mm、1500.5mm 、1560.5mm的电池片，对角有1350.5mm 、1480.5mm、1500.5mm、1
17、650.5mm、2000.5mm、2030.5mm。,图2-14 圆角电池片外观,光伏组件构成,3.细分（1）外观检查。电池片分选检测时，首先进行外观检查，电池片的质量根据其转换效率和工作电流的大小分级有A级（Al级、A2级）、B级和C级，A、B级电池片质量要求如表2-1和表2-2所示，A、B、C三级电池片对比如图2-3所示。电池片的尺寸：125mm125mm、156mm156mm长度公差为0.3mm，同一批次直径方向公差为0.5mm。外观：在电池表面法线60的立体角内观察颜色，可以分为紫/深蓝/蓝/浅蓝四种颜色。,光伏组件构成,表2-1 A级电池片质量要求,光伏组件构成,表2-2 B级电池片
18、质量要求,光伏组件构成,电池片的外观检查主要是依据电池片外观检验项目和标准的要求进行目视检查和测量检查，以检验其外观是否合格。外观检查的常用工具有钢直尺、游标卡尺，参考表2-3。,表2-3 外观检验判定准则,光伏组件构成,续：表23,光伏组件构成,国内常用的晶硅电池片尺寸如表2-4所示,表2-4 尺寸检验,光伏组件构成,125*125单晶硅电池片如图2-15所示,图2-15 125mm125mm单晶硅电池片正反面,光伏组件构成,表2-5 单晶125mm125mm电池片功率（转换效率）分档等级表,光伏组件构成,（2）电性能检查。1）125125mm单晶硅电池片，如表2-5所示，125125mm单
19、晶硅电池片电性能良的电池按功率（转换效率）分为12个档次等级。对功率2.63W的光伏电池片，分为7档，每档的标称功率值为该档的功率范围中间值或下限值。对2.33功率2.63W的光伏电池片，分为3档，两档之间为0.10W的间隔。每档的标称功率值为该当功率范围中间值。对1.53功率2.33W的光伏电池片,分为2档，两档之间为0.4W的间隔。每档的标称功率值为该当功率范围中间值。,光伏组件构成,如表2-6所示为125mm单晶硅电池片技术参数。,表2-6 125mm单晶硅电池片技术参数,光伏组件构成,2）156156mm多晶硅电池片，156多晶电性能良的电池按功率（转换效率）分为8个档次等级。对功率3
20、.93W的光伏电池片，分为5档，每档的标称功率值为该档的功率范围中间值或下限值。对3.69W功率3.93W的光伏电池片，分为3档，两档之间为0.08W的间隔。每档的标称功率值为该当功率范围中间值。,光伏组件构成,如表2-7所示为156mm单晶硅电池片技术参数。,表2-7 156mm多晶硅电池片技术参数,光伏组件构成,续：表27,光伏组件构成,2.1.9生产光伏电池片常用制备方法有低压化学气相沉积法（LPCVD）、等离子增强化学气相沉积（PECVD）、液相外延法（LPPE）、溅射沉积法。反应气体有SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4，在一定保护气氛下，硅原子沉积在加热的衬底上（ 衬
21、底材料为Si、SiO2、Si3N4等）。非硅衬底还存在一些问题，很难形成较大的晶粒，容易在晶粒间形成空隙。所以解决方法先用 LPCVD 在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜。,光伏组件构成,如表2-8所示，比较三种硅基电池片性能。,表2-8 三种硅基电池片性能分析,光伏组件构成,单晶硅电池片是以高纯的单晶硅棒为原料的电池片，其转换效率最高，技术最成熟。高性能单晶硅电池片建立在高质量单晶硅材料和热加工处理工艺基础上，如图2-16。晶硅电池片生产工艺有：切片，表面制绒及酸洗、扩散、刻蚀、丝网印刷、烧结、测试分档。,图2-16 电
22、池片生产工艺,光伏组件构成,1.工艺（1）切片（2）清洗制绒。（3）刻蚀。（4）丝网印刷。（5）烧结。（6）测试分档。2.工艺改进（1）工艺研究。（2）厂房建设。（3）新型开发。,光伏组件构成,2.2构成之二玻璃光伏组件接受阳光的正表面是一层面板玻璃，一般选用低铁超白绒面钢化玻璃，一般厚度为3.2mm和4mm，建材型光伏组件有时要用到510mm厚度的钢化玻璃，但无论厚薄都要求透光率在90%以上。光伏组件生产环节中超白玻璃的位置如图2-17所示。,图2-17 光伏组件生产环节中的超白玻璃,光伏组件构成,2.2.1白玻璃1.类型（1）按形状，钢化玻璃按形状（外观）分为平面钢化（平钢化）玻璃和曲面(
23、弯钢化)钢化玻璃。（2）按工艺钢化玻璃分为物理钢化玻璃和化学钢化玻璃。 1）物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃，它将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度（700）时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。 2）化学钢化玻璃通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。,光伏组件构成,（3）按钢化度还有半钢化玻璃和超强钢化玻璃。 1）钢化玻璃钢化度=24N/cm，玻璃幕墙钢化玻璃表面应力95Mpa。 2）半钢化玻璃钢化度=2N/cm，玻璃幕墙半钢化玻璃表面应力24
24、Mpa69Mpa。 3）超强钢化玻璃钢化度4N/cm。2.使用细节钢化后的玻璃不能再进行切割、加工，在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。3.超白绒面钢化玻璃光伏组件使用的钢化玻璃是玻璃产品中最高档的品种，有玻璃家族“水晶王子”之称。光伏组件采用低铁超白绒面钢化玻璃。,光伏组件构成,2.2.2双面玻璃双面玻璃可分为晶体硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃两大类，其中幕墙最常用的晶体硅类又分单晶硅和多晶硅两类。,图2-18 光伏玻璃,光伏组件构成,1.结构双面玻璃光伏组件的结构有多种，常用的是层压封装的双面玻璃晶体硅光伏组件(简称双面玻璃光伏组件)。双面玻璃光伏组件结构（structure
25、of glass-glass solar modules）光伏组件由玻璃-EVA胶膜-光伏电池片-EVA胶膜-玻璃共5层组成。与普通光伏组件结构相比，双面玻璃光伏组件利用背板玻璃代替TPE(或TPT)。2.问题及解决措施（1）气泡。（2）电池片位移。（3）碎片。,光伏组件构成,2.2.3白玻璃的检验1.检验要求（1）尺寸用最小刻度为1mm的钢直尺或钢卷尺测量，使用GB 1216所规定的千分尺或与此同等精度的器具测量玻璃每边的中点，测量结果的算术平均值即为厚度值。尺寸检验时，长方形平面玻璃边长的允许偏差应符合表2-9的规定，长方形平面玻璃的对角线允许偏差应符合表2-10的规定。,光伏组件构成,表
26、2-9 长方形平面钢化玻璃边长允许偏差（mm）,表2-10 长方形平面钢化玻璃对角线差允许值（mm）,光伏组件构成,1）长度尺寸。长宽尺寸在0mm-2500mm范围内尺寸公差要求为0mm1mm，此公差要求也适用于圆形钢化玻璃。 2）对角线尺寸。对角线尺寸要求在0mm-1000mm范围内尺寸公差要求为0mm1mm，对角线尺寸在1000mm-3000mm范围内尺寸公差要求为0mm1mm。 3）厚度尺寸。并以毫米(mm)为单位修约到小数点后二位。厚度为3mm-3.5mm的尺寸允许偏差为0.2mm，同一片玻璃厚薄差为0.2 mm。,光伏组件构成,（2）外观 1）优等品每片玻璃每米边长上允许长度不超过3
27、mm，自玻璃边部向玻璃板表面延伸深度不超过1mm，自板面向玻璃厚度延伸深度不超过厚度1/4的爆边。 2）合格品每片玻璃每米边长允许长度不超过10mm，自玻璃边部向玻璃板面延伸深度不超过2mm，自板面向玻璃厚度延伸深度不超过厚度1/3的爆边的1处。（3）划伤要求优等品钢化玻璃表面允许划伤每平方米内深度小于0.5mm，宽度小于0.1mm，长度小于30mm的划伤数量不多于3条/m2。（4）结石、裂纹、缺角、夹钳印要求优等品要求结石、裂纹、缺角、夹钳印要求均不允许存在。,光伏组件构成,合格品要求夹杂物间距大于300mm，结石L0.5mm的不计，0.5mmL1mm允许有2S，夹杂物不允许为黑色，如表2-
28、11所示。（5）气泡检验。气泡分圆形和长形，如表2-12所示，圆形气泡要求L0.5mm的不计，0.5mmL1mm允许有3S。长形气泡的要求宽度0.5mm，L1.5mm的不计。宽度0.5mm，L1.5mm允许有3S。,表2-11夹杂物检验,光伏组件构成,表2-12 气泡检验,光伏组件构成,（6）弯曲度。以平面钢化玻璃制品为试样。试样垂直立放，水平放置直尺贴紧试样表面进行测量。弓形时以弧的高度与弦的长度之比的百分率表示。波形时，用波谷到波峰的高与波峰到波峰(或波谷到波谷的距离之比的百分率表示）。平型钢化玻璃的弯曲度弓形时应不超过0.2。弯曲度。波型弯曲不超过0.2%，弓型弯曲不允许超过0.3%。（
29、7）抗冲击性能。满足抗冲击试验的要求。线道、压痕、图案不清。不允许有线道、压痕，有目视可见的图案不清不允许。抗风压性能:要求钢化玻璃抗风压性能大于2400Pa。,光伏组件构成,用如图2-19所示的铁框支撑试样，使冲击面水平,图2-19 霰弹袋试验框,1-固定壁 2，5-增强支架 3、9-试样框 4-用螺栓固定的底座 5-木制紧固框 6-试样的中心线 7-下落高度 8-直径3mm左右的钢丝绳,光伏组件构成,（8）霰弹袋冲击性能。试样为与相同厚度的同种类的原板玻璃， 且与制品在同一工艺条件下制造的尺寸为1930mm864mm的矩形平面钢化玻璃。取4块平型钢化玻璃试样进行试验，玻璃破碎时，每试样的最
30、大10块碎片质量的总和不超过相当于试样65cm2面积的质量；或者散弹袋下落高度为1200mm时，试样不破坏。试样为与相同厚度的同种类的原板玻璃，且与制品在同一工艺条件下制造的尺寸相等的矩形平面钢化玻璃。,光伏组件构成,（9）碎片状态试样从产品中随机抽取，试验设备为曝光和晒图装置。取4块钢化玻璃试样进行试验，每块试样在50mm50mm区域内的碎片数必须超过40个，且允许有少量长条形碎片，其长度不超过75mm，其端部不是刀状，延伸至玻璃边缘的长条形碎片与边缘形成的角不大于45。钢化玻璃允许有据玻璃600mm正视不明显的麻点。（10）钢化玻璃透射率选择60mm60mm的方形样品，使用光谱响应仪进行测
31、量。要求在波长为400nm-1100nm的光谱范围内的光透过率在91%以上。,光伏组件构成,2. 检验方法1）整体检验原材料进厂后，查看合格证、质检报告、数量、规格型号、生产数量、生产日期及有效期，并查看包装是否完好无损，如有损坏，应记录损坏情况。2）尺寸检验用最小刻度为1mm的钢卷尺测量钢化玻璃样品的长、宽和对角线。与包装上标示的长、宽和对角线的数据进行比较，计算出尺寸误差值。根据标准判定合格与否。3）厚度检验使用千分尺，在距样品玻璃板边15mm内的四边中点测量厚度（精确到0.01mm）。记录每一块玻璃板四点厚度值。根据标准判定合格与否。4）结石，裂纹，缺角检验在明亮环境下，观察样品玻璃表面
32、不应具有结石，裂纹，缺角的情况发生。否则为不合格产品,光伏组件构成,5）爆边检验在明亮的环境下，采用目测法 ，观察玻璃是否具有爆边现象。6）气泡检验在明亮的环境下观察钢化玻璃内部，是否具有气泡。7）划伤检验在明亮环境下，观察玻璃表面是否有划伤现象。8）颗粒度检验每批货抽两块，以制品为试样。 9）碎片检验。保留碎片图案的框，将钢化玻璃试样放在试验台上，并用透明胶带纸约束玻璃周边，已防止玻璃碎片溅开。10）透光率检验。11）检验结果的处理检验员填写进料物料检验报表、原材料检验标准表、原材料检验单。检验进厂钢化玻璃原材料合格的直接入库。,光伏组件构成,3. 国家标准（1）试验方法。1）尺寸检验。2）
33、 厚度检验。3）外观检验。4）弯曲度测量。5） 抗冲击性。6）碎片状态试验。7）散弹袋冲击性能试验。8）透射比。9）抗风压性能：按JCF/T 677 方法进行试验。,光伏组件构成,（2）标志、包装、运输、贮存。1）包装。产品应用集装箱或木箱包装。每块玻璃应用塑料或纸包装，玻璃与包箱之间用不易引起玻璃划伤等外观缺陷的轻软材料填实。2）包装标志。包装标志应符合国家有关标准的规定，每个包装箱应标明“朝上、轻搬正放、小心破碎、玻璃厚度、等级、厂名或商标”等字样。3）运输。产品可用各种类型的车辆运输，搬运规则、条件等应符合国家有关规定。运输时，木箱不得平放或斜放，长度方向应与输送车辆运动方向相同，应有防
34、雨措施。4）贮存。产品应垂直贮存在干燥的室内。,光伏组件构成,2.3构成之三胶膜2.3.1胶膜1.EVA（1）EVA胶膜。（2）发泡鞋材。（3）电线电缆。（4）玩具。（5）热熔胶。 (6)VAE乳液。,光伏组件构成,2.PVB（1）PVB特点。PVB是聚乙烯醇缩丁醛，无毒、无臭、无腐蚀性。具有优良的透明性、良好的绝缘性、抗冲击和拉伸性能。抗张强度高、粘接性好、弹性好、能耐无机酸和脂肪作用，还具有耐光、耐寒、耐老化等优良的综合性能。（2）PVB夹层膜。由聚乙烯醇缩丁醛树脂，经增塑剂DHA塑化挤压而成型的一种高分子材料。（3）建筑用PVB夹层玻璃。欧美大部分建筑玻璃都采用PVB夹层玻璃，不仅为了避
35、免伤害事故，还因为PVB夹层玻璃有极好的抗震入侵能力。（4）汽车用PVB夹层玻璃。PVB夹层玻璃具有很高的强度、韧性，而且抗碰撞能力、安全性好，透明度高。,光伏组件构成,图2-20 PVB夹层玻璃结构,光伏组件构成,3.PVCPVC是聚氯乙烯，是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。PVC本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度优于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯。根据助剂用量不同，分为软、硬PVC，软制品柔而韧，手感粘；硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。,光伏组件构成,2.3.2 EVA胶膜1.EVA生产,图2-21 EVA生产设备,光伏组件构成,
36、2.EVA特性,表2-13 EVA胶膜性能指标,光伏组件构成,（1）交联度。如图2-22所示，在138和140条件下固化EVA胶膜，冷却后交联度达到最大的接近100%时所用的时间分别是30分钟和18分钟。,图2-22 EVA胶膜的固化曲线,光伏组件构成,（2）EVA透光率。国内外胶膜产品进行透光率测试比较，胶膜均采用0.5mm厚度。先将切割好的玻璃（50mm25mm）若干片用酒精擦干净晾干待用，准备配方中含铕元素的胶膜样品若干，某国外胶膜样品A若干，某国内胶膜样品B若干，某国内胶膜样品C若干。以玻璃/EVA胶膜/玻璃为序在层压机里层压，抽真空5min，150下层压20min制得样品，以此样品作
37、为紫外-可见分光光度计的系统基线样品。（3）耐紫外光老化。光源采用UVB313紫外灯，光照和凝露温度分别为60、40，时间分别为4小时、4小时，光照和凝露交替进行共1000小时。耐紫外光老化后的黄变指数（YI）均按GB2409-80塑料黄色指数试验方法进行测试，测试结果如图2-23所示，黄变指数控制在0.8以下。,光伏组件构成,图2-23 各样品紫外老化测试结果,光伏组件构成,3.EVA使用EVA胶膜的功能有光学藕合、固定光伏电池片，绝缘保护连接电路导线、提供适度机械强度和热传导途径。,图2-24 EVA脱层,如图2-24所示，光伏组件在使用过程中有EVA脱层现象，主要因为EVA交联度不合格(
38、如层压机温度低，层压时间短等)；EVA、玻璃、背板原材料表面有异物；EVA原材料成分(乙烯和醋酸乙烯)不均导致不能在正常温度下溶解造成脱层；电池片焊接过程中助焊剂用量过多，长时间高温工作出现沿主栅线脱层。EVA胶膜脱层面积较小时影响光伏组件大功率发挥作用，甚至失效；当EVA脱层面积较大时直接导致光伏组件失效报废。,光伏组件构成,2.3.3 EVA胶膜的检验EVA是一种热融胶粘剂，厚度0.25mm0.6mm，表面平整，厚度均匀，内含交联剂。常温下无黏性且具抗黏性，达到热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明。固化后EVA能承受大气变化且具有弹性，将电池片“上盖下垫”，将其包封，并和上层保护材
39、料-玻璃，下层保护材料背板（TPT，BBF等），利用真空层压技术合为一体。EVA胶膜和玻璃粘和后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对光伏组件的输出有增益作用（增强光伏电池片光照强度）。,光伏组件构成,1.紫外-可见透光率2.粘结强度3.收缩率4.老化（1）湿热老化（2）紫外老化,光伏组件构成,2.4构成之四背板如图2-25所示光伏组件结构中可知，光伏电池背板膜用于光伏组件层压封装，具有环保，耐紫外光和不发黄等优点，由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。,图2-25 光伏组件结构中的TPT背板,光伏组件构成,2.4.1简介光伏组
40、件背板用于支撑、固定光伏电池片，并具有持续抵御光照射的能力。TPT背板一般是由层压薄膜复合板所制成，最普遍的就是一种包含Tedlar /聚酯 / Tedlar（TPT）的三层结构背板膜。这种结构让氟化聚酯物能保护聚酯材料正反面、抵挡光分解。如图2-26所示，Tedlar薄膜坚韧、耐光、抗化学侵蚀且不受长期曝露于高湿度环境的影响。,图2-26 TPT背板材料,光伏组件构成,1.特性PET提供力学性能和绝缘性能，氟材料提供阻隔性和耐候性。PET聚酯薄膜不易伸缩，具有良好的耐高温性和极好的电绝缘性能，是TPT背板的重要成分材料，厚度一般为250m，具有水蒸气阻隔性（低的水汽渗透率）、电气绝缘性、尺寸
41、稳定性、耐湿热老化性（耐候性）及阻燃性，易加工性及耐撕裂性（机械性）。,光伏组件构成,2.行业背板主要的作用是保护硅晶片，所以背板需要具有一定的特性，如水蒸汽透过率、绝缘性能、收缩率。一般来说就是背板自身的各成分间的粘接强度，不能分层；与EVA的粘接强度，解决方法很多。背板基本组成是F材料（T层）和PET，PET提供力学性能和绝缘性能，F材料提供阻隔性和耐候性。目前的加工方式有2种，涂布和复合，这两种各有优缺点，涂布相对复合来说成本和工艺都比较简单点，两者工艺其实都是成熟工艺，做出来好产品没什么大问题，关键是表面的F材料。背板的主要特性还是靠F材料来体现，一般来说F材料无论是膜还是涂料，只要加
42、工得当，F元素含量足够，背板的耐侯性和阻隔性都不是问题。,光伏组件构成,2.4.2产品比较1.TPTTPT由三层组成，即PTFE（聚四氟乙烯）+PET+PTFE（聚四氟乙烯），特性如表2-14所示，能与空气隔绝，有极好的抗氧化、抗湿热能力和抗紫外线能力，具有良好的电绝缘性能，极好的耐污疏水性，和EVA的完美结合，更好的耐候抗老化性能，尺寸和颜色可以选择。TPE由三层组成，即PTFE+PET+EVA；PPE由三层组成，即PET+PET+EVA；PE由两层组成，即PET+EVA。,光伏组件构成,表2-14 TPT特性,光伏组件构成,2.聚酯薄膜背板KREMPEL为光伏组件制造商提供的光伏组件背板，
43、25年质量保证，均价昂贵的光伏组件总成本相比，光伏组件背板膜的成本仅占3-5%。考虑各种环境因素影响，如紫外线辐射、潮湿、温度变化、尘埃、腐蚀性气体。背板不仅需要为光伏组件提供最佳的防护，还必须能支持现有光伏系统的特性，如1000V的最高系统电压。背板的中间层，采用具有良好的绝缘性能的聚酯薄膜，这为各种太阳能光伏组件的系统电压局部放电稳定性所需的高达1000V电压的要求提供保障。聚酯薄膜在紫外线辐射下很不稳定，用含氟聚合物膜将聚酯薄膜保护起来。,光伏组件构成,3.GPE背板GPE是美国CPP的背板，GPE 1000b背板是以一层PET为基材，再加上一层PVDF含氟层与EVA三层，通过美国CPP
44、公司高薪技术粘合而成,不脱层，高防水渗透，抗紫外，并通过TUV认证。GPE=PVDF / PET / EVA，PVDF采用的是当前世界最先进的法国Arkema的材料，为独特的三层膜结构的PVDF膜，三层膜厚分别为：5m/20m/5m。GPE中EVA的含量为4%，保证了非常好的粘合性。,光伏组件构成,2.4.3 TPT背板检验用于太阳能电池光伏组件封装的背板一般又被称为TPT聚氟乙烯复合膜，TPT一般常用三层结构（PVF/PET/PVF），外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。1.检验要求晶体硅光伏组
45、件用TPT背板检验内容包括外观、尺寸和重量。,光伏组件构成,表2-15 TPT检验参考性能指标,光伏组件构成,2.特性分级,表2-16 TPT特性分级,光伏组件构成,续：表 216,光伏组件构成,3. 缺陷处理（1）自动在线图像视觉智能检测系统。（2）背板变黄。背板出现变黄的解决办法在操作上需要注意。大部分人都认为主要是背板原材料的问题，因为EVA里没有抗紫外线的成份，所以用段时间就会发黄。光伏组件的使用环境不同的，背板变黄样子不同，对光伏组件的输出性能造影响不同。,图2-27反射能力的对比,光伏组件构成,表2-17 背板的性能比较,光伏组件构成,（3）缺陷。熟悉TPT背板缺陷，可以指导生产，
46、防止不合格品投入生产。折皱是局部起皱纹的区域，用手指可以触摸到,而且无法抚平。抚平是指借助外力可以使其回复到平滑状态。品管主任负责监督此标准的施行和更新，生产主任负责生产线的检验员和操作人员按照此标准检查，检查人员必须阅读、理解。缺陷有褶皱、脱层、突起、破损、污点现象。,光伏组件构成,2.5构成之五焊带,图2-28 焊带,光伏组件构成,2.5.1焊带1焊带使用（1）焊带选择（2）无铅焊带的正确使用,光伏组件构成,2.焊带制造焊带制造过程采用保温炉底吹CO+N2混合气体，炉内铜液石墨颗粒覆盖和浇注箱石墨粉覆盖，通过吹气脱氧和覆盖保护，铸锭的氧含量稳定在10ppm以下。中间退火和成品退火采用气垫式
47、连续退火炉生产太阳能光伏铜带，硬度均匀，表面质量好，表面光滑、无色差、光亮。,光伏组件构成,2.5.2焊带的检验 晶体硅光伏组件用焊带的检验的测量工具有游标卡尺、千分尺、钢直尺，检验的内容有焊带的几何形状、表面质量。 表面质量先用目测，涂层应连续、均匀，不应有肉眼可见的露铜现象；涂层表面应明亮，不应有肉眼看出的发黄或发灰；涂层表面不应有肉眼看到的黑点。两面涂层允许有2mm长的沟槽，200mm长的涂锡带其沟槽数3个。两面肉眼观察涂层在200mm长度内允许有4个针眼，但不露铜。涂层表面光滑，不允许有大于0.03mm的锡刺凸起。其他外观缺陷在较好的自然光下仔细检查。,光伏组件构成,2.5.3助焊剂1
48、.成分（1）含卤素助焊剂（2）免洗助焊剂1）有机溶剂。2）表面活性剂,图2-29 助焊剂包装,光伏组件构成,（3）有机酸活化剂。有机酸活化剂是天然树脂及其衍生物或合成树脂，由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成，如丁二酸，戊二酸，衣康酸，邻羟基苯甲酸，葵二酸，庚二酸、苹果酸、琥珀酸，其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物，是助焊剂的关键成分之一。（4）防腐蚀剂。目的是减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质。（5）助溶剂。可以阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势，避免活化剂不良的非均匀分布。（6）成膜剂。是引线脚焊锡过程中，所涂复的助焊剂沉淀、结晶，形成一层均匀的膜
49、，其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在，可快速固化、硬化、减小粘性。,光伏组件构成,2.种类助焊剂是一种促进焊接的化学物质。在焊锡中，它是一种不可缺少的辅助材料，其作用极为重要。助焊剂作用首先是溶解焊母氧化膜。在大气中，被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着，其厚度大约为210-9210-8m。在焊接时，氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿，焊接就不能正常进行，因此必须在母材表面涂敷助焊剂，使母材表面的氧化物还原，从而达到消除氧化膜的目的。其次，助焊剂可以防止焊母材再被氧化。母材在焊接过程中需要加热，高温时金属表面会加速氧化，因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化。助焊剂作用之三是熔融焊料张力
50、。,光伏组件构成,3.选择助焊剂具备的条件是熔点应低于焊料，表面的张力、黏度、密度要小于焊料；不能腐蚀母材，在焊接温度下，应能增加焊料的流动性，去除金属表面氧化膜；焊剂残渣容易去除，不会产生有毒气体和臭味，以防对人体的危害和污染环境。对于使用者说，助焊剂的成份是没有办法做出测试的，如果要想了解助焊剂溶剂是否挥发，可以简单的从比重上测量,如果比重减少很多，就可以断定溶剂有所挥发。选择助焊剂时，先闻气味，再确定样品。,光伏组件构成,4.免清洗概念免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂，在惰性气体环境下焊接，焊后电路板上的残留物极微、无腐蚀，且具有极高的表面绝缘电阻（SIR），一
