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如何有效地降低光伏组件生产成本?

激光打标机4年前4961

光伏组件的生产工序主要包括:电池片焊接、电池串敷设、组件层压、装框、功率测试;所涉及的原辅材料多达十余种,主要为:电池片、焊带、汇流条、钢化玻璃、乙烯-乙烯醋酸酯共聚物(EVA)、背板、铝边框、接线盒、硅胶等。其中,电池片作为光伏组件生产中最基本的原材料,不但价格昂贵,而且最易损坏。

降低电池片损失,提高电池片利用率,成为降低光伏组件生产成本的有效措施。

在电池片焊接、电池串敷设、组件层压、装框、功率测试的任何一个环节,都可能会出现因为发现电池片某种异常而需要进行更换、返工的现象。异常越多、发现的越晚,造成的工损和返工的难度也越大,带来的损失除了电池片之外,还有其他材料损失。因此,找准影响电池片工损的因素,及早发现异常,是降低损失的最佳途径。电池片工损集中出现在焊接工序,表现形式主要为电池片破裂。引起焊接工序电池片破裂的因素多种,有焊接方式的因素,也有工艺、材料、环境、人工等因素。

如何有效地降低光伏组件生产成本?

  1.焊接方式

  电池片焊接分为手工焊接和自动焊接。手工焊接首先将电池片从盒中取出,放到焊接台进行单焊,然后将单焊好的电池放回暂存区,最后再将单焊好的电池片放至串焊台进行串焊,整个过程电池片被移动了3次,电池片移动的次数越多,破碎的几率就越大。同时,正面焊接时,由于电池两面的应力不同,会导致电池片弯曲变形;背面串焊时,电池片同样会再一次弯曲变形。受热变形2次,大大增加了发生隐裂的机率。

  与手工焊接相比,自动焊接对不但降低了电池片的操作次数,而且实现了单焊、串焊的同步进行。另一方面,自动焊接对电池片施加的机械力是稳定可控的,同时可以进行均匀、可控的温度处理。

手工焊接时,手指和烙铁将焊带在电池片的主栅线上对齐并施加一定的力,这些力在常规下能够得到良好控制,当操作员缺乏经验或身体精神状态不佳时,不仅焊接效果会大打折扣,还可能导致电池片破裂。同时由于人工不可能在350℃左右的温度下接触电池片,电池片与焊接温度温差大也是必然存在的,也会增加裂片的机率。这也是手工焊接工艺的局限性。

  2.材料、工艺、环境的因素

  除了焊接方式外,电池片的种类、焊接的材料、工艺及环境因素都会影响到电池片的工损。单晶电池片较多晶电池片易碎,这是由电池片本身的性质决定的;焊带软硬度要得当,在焊带满足抗伸强度与延伸率的前提下,手工焊接要求焊带的状态越软越好,软态的焊带在烙铁头走过之后会很好地和电池片接触在一起,焊接时产生的应力很小,可以降低碎片率。焊接温度要适中,温度偏低时,会形成虚焊;而温度偏高,又会使电池片由于热应力而产生变形,导致隐裂和碎片的产生。

研究发现,焊接时温度分布不均匀是造成热变形和应力的主要原因。一方面,通过改进太阳能电池自动焊接机设备,焊接单元采用软接触电加热焊接技术,在成品输送装置上增加电加热模块来对成品电池片进行阶梯冷却,可以有效防止微纹裂和破片的产生。另一方面,通过增加预热环节,选择合适的焊接温度、焊带型号,可有效降低热变形和应力,进而降低碎片率和电池片焊接后的弯曲度。

       3.人工因素

  无论手工焊接,还是自动焊接,人为因素都是存在的。对于手工焊接,员工应保持焊接桌面清洁,当桌面上残留碎电池渣、锡珠、锡渣等时,用力焊接,会造成电池片破裂;员工焊接时,用力、速度都要适中,用力太小、速度太快,会造成虚焊;但用力过大,速度太慢,会导致电池片破裂;员工手法要正确,不恰当的手法甚至会导致大量电池片损坏;除此之外,人员的注意力,甚至心理状态都会影响到工损情况。自动焊接受人的因素影响较小、焊接质量相对稳定,但需要操作人员定期上下料,熟练操作机台设备、标准化作业,尽量减少由于人为因素带来的损失。

此外,电池串敷设过程是一个对电池片再次查看的过程,此过程可以将不合格电池片替换出来。电池串敷设与层压之间有一个红外缺陷(EL)测试环节,通过EL测试,可以将黑片、暗片、裂纹的电池片检查出来。如人为疏忽,不对此过程认真查看,造成不合格电池片流转到层压之后,造成的返工代价极为昂贵,因此,需要认真排查敷设和EL测试工序。敷设过程由于人为因素,也可能导致电池片裂片。  

为了保证光伏组件生产的稳定性和产品的高质量,需要不断给新手提供工作培训的机会,传授生产经验,在降低成本的同时确保品质的稳定,这是进一步优化生产工艺,降低光伏组件制造成本的基础。

光伏企业的发展壮大,离不开成本把控。电池片作为光伏组件生产的主要材料,其成本占据主要部分,降低电池片损耗、提高电池片使用率是成本把控的主要途经。总的来说,电池片片源越好、人与电池片接触的机会越少、采用更优良的自动焊接设备、员工操作越标准、责任心越强,光伏组件生产中电池片的原损、工损就会越少,光伏企业的成本就会降低。


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