金剛線切多晶硅組件生產工藝與質量管控

陳胡倩

【摘 要】在光伏領域，一項新技術的應用無非看兩點：效率提升和成本下降。對于金剛線切片在多晶上的應用而言，就在于使用金剛線切割的對于硅片成本下降的顯著效果，通過詳細分析當前興起的金剛線切多晶硅組件的生產工藝，提出在生產過程中的各工藝要求和質量控制點，有效的提升金剛線切片在多晶組件的功率；

【關鍵詞】金剛線切；多晶硅組件；生產工藝 ；質量控制點

隨著愈演愈烈的630光伏搶裝熱潮，使得國內光伏產業規模逐步擴大、技術逐步提升，光伏發電成本會逐步下降，未來國內光伏容量將大幅增加。同時也加速了光伏設備制造企業的產品轉型和技術升級，新技術的推廣以及組件功率提升和成本的控制都成為業界的難點，單晶由于硅片端金剛線切片的導入實現了成本的快速下降，因而市場滲透率在不斷攀升，也讓廣大以多晶為主的行業企業備受壓力。

一、金剛線切多晶硅原理

金剛線是金剛石切割線的簡稱，也稱鉆石切割線或者鉆石線。目前主流的用于光伏領域的硅片切割線是超精細切割鋼絲，直徑大約是100微米。金剛石切割線顧名思義，跟金剛石有關，就是把金剛石的微小顆粒鑲嵌在線上，做成的金剛石切割線，金剛線具有了金剛石微型的鋸齒，增加了鋼線的切割能力，可以大大加快切割速度，金鋼線對于太陽能硅材料切割行業而言，是革命性的進步。

二、金剛線切多晶硅組件生產工序工藝

1.第一道工序是原材料的檢驗，金剛線切多晶電池片作為光伏組件的重要原材料之一，其性能直接決定著組件的品質，檢測項目主要有電池片的外觀、膜色、尺寸、厚度、在標準測試條件下的電性能、單片EL測試、柵線的可焊性、主柵抗拉力和背場的附著力測試，金剛線切多晶電池片因采用 酸制絨，對于硅片表面損傷層的依賴程度較高，存在較高的反射率，且電池片存在一定的色差，故而在檢驗時膜色的檢驗尤為重要。

2.第二道工序為電池片焊接，目前電池片焊接以自動化機器焊接為主，通過串焊機的影像系統機器自動檢查不良電池片，并將焊接過程中由于各種因素導致焊接不良的電池片信息反饋給排版機器人，然后將不良電池片放入不良電池片暫存盒，將合格的電池片噴涂助焊劑后通過焊接的方法用涂錫帶將單片電池片串聯成串，焊接過程中易出現的不合格有：露白、虛焊和隱裂，如圖1、2為焊接過程中的不合格；

3.第三道工序匯焊和層疊；用匯流帶將電池串上的互聯條按照工藝要求焊接起來，將電池串用高溫膠帶固定，引出匯流帶引出端并鋪設隔離EVA和背膜， 然后再鋪設整片EVA膠膜和背膜；在此工序中主要的控制點為串間距、電池串的排版、引出線間距；

4.第四道工序是層壓，根據使用的EVA特性設置合適的層壓溫度和抽真空時間，將鋼化玻璃、EVA膠膜、電池串、EVA膠膜、太陽電池背膜，在抽真空時排出各種材料之間的空氣，抽成真空，在高溫、高壓的條件下利用EVA膠膜的熱熔性，完成各材料之間的粘結，質量控制點為層壓EVA的膠聯度和層壓機的溫度均勻性；

5.第五道工序是層壓后外觀檢驗和EL測試，外觀檢驗項目：鋼化玻璃、電池片是否存在裂片、碎角、氣泡、異物、玻璃面和背膜面的臟污、和電池片是否存在色差；因金剛線切電池片的特殊性就要求在生產過程中必須相近膜色在同一塊組件上.

6.第六道工序是組框，把鋁邊框按照工藝要求放在自動打膠機上，槽內膠量控制在槽的1/2～2/3，通過組框機對鋁型材的四個角上施加一定的力，將短邊角碼推進預先打好卡點的長邊內，組框后要求組件正面膠量較少，背面膠量較多，組并保證組件正面的四個角以及背面溢膠良好。

7.第七道工序是接線盒安裝和灌膠；在組好框的組件上安裝接線盒，引出正負端子， 灌膠接線盒需要將引出線與接線盒的接線端進行焊接，設置好電烙鐵溫度，控制焊好焊接時間，焊接后有明顯焊斑，且焊斑面積大于可焊面積的80%，最后用灌封膠對接線盒進行密封。

8.第八道工序是成品組件測試和EL測試，通過模擬太陽光照來測試組件的各項電性能參數，檢測結果將作為組件分檔依據，測試環境要求：測試環境相對密封，不受太陽光等光線的影響，測試溫度控制在25±2℃，濕度60%以下，光強1000±50 W/m2，用標準板對太陽能測試儀進行校準，記錄校準數據，對組件進行電性能測試，并按照測試結果貼對應的銘牌。

三、金剛線切多晶硅組件生產過程中常見問題與質量控制

金剛線多晶具有諸多優點：1.產能方面：可實現高速切割，切割速度可以提高到原來的2倍，單位時間能夠完成更多的工作量，提高產能。2.環保方面：金鋼線的工藝只需要水或是水基冷卻清潔液就可以，真正實現了環保生產和制造。3.技術方面：硅耗的降級，使用金剛線切片技術后，單位產能耗硅量的減少，較大程度地減少了硅片的硅成本和折舊等，這也是金剛線切片代替砂漿切片最重要的驅動因素。

金剛線切多晶硅組件生產過程中常見問題：

1.隱裂：因電池片受到熱應力或外力使內部產生裂紋，通常以電池片邊沿、主柵線和倒角位置為起點，延伸裂開，裂縫及附近區域較暗，肉眼看不到隱裂，需通過EL測試儀進行測試；組件中的隱裂缺陷會加速電池片的功率衰減，降低輸出功率，在機械載荷情況下會擴大隱裂范圍。

2.虛焊：在焊接過程中因電池片與互聯條焊接不完全，造成接觸不良，時通時斷，通過EL測試可看出虛焊區域柵線附近較亮，其他區域正常。

3.短路：由于某種原因，致使電池片的正負極在電阻非常小的情況下相互連接的非正常通路，通過EL測試可看出短路處完全不發光。

4.缺角/碎角：通過EL測試可看出碎角區域呈現黑色區域，外觀檢驗時也可明顯看出缺損.

四、結語

金剛線切多晶硅組件作為目前一個市場趨勢，要求我們在生產過程中用高品質的原材料、高標準的生產環境、成熟的生產工藝和嚴格的質量管理和質量控制、高素質的操作人員生產出優質的產品，并且需要不斷的改進和提高加工工藝、加強創新力度，提高技術含量、重視管理細節，生產出來的產品才經得起市場和客戶的考驗，才能讓企業立于不敗之地；

參考文獻：

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