光伏助焊剂输送系统工艺匹配性的研究

王翼伦，张福家

(中国电子科技集团公司第四十八研究所，湖南长沙 410111)

光伏助焊剂输送系统工艺匹配性的研究

王翼伦，张福家

(中国电子科技集团公司第四十八研究所，湖南长沙 410111)

简述了光伏电池焊接工艺中的光伏助焊剂及其输送系统原理及结构，讲解了助焊剂系统对电池片焊接工艺的影响因素，提出了优化助焊剂系统的技术途径，并介绍了验证效果。

助焊剂；输送系统；喷嘴

随着我国光伏产业不断升级，太阳能硅电池自动焊接系统应用越来越普遍，自动焊接系统中的光伏助焊剂及其输送系统直接影响太阳能硅电池焊接工艺的可靠性，本文从系统的整体匹配性方面展开研究。

1 光伏助焊剂及其输送系统的原理及特性

1.1 光伏助焊剂的特性

太阳能硅电池用助焊剂主要由树脂、溶剂、表面活性剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂、助溶剂、成膜剂等组成，是各种固体成分溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液。各成分在助焊剂中发挥不同的作用。活性剂具有清除金属表面氧化物和改善表面张力的功能，也具有一定的腐蚀性。固含物可以清洁被焊接金属表面助焊剂残留物，还有防止被焊金属在高温下被氧化的功能。一般光伏助焊剂配方见表1。

1.2 光伏助焊剂输送系统工作原理

光伏助焊剂输送系统一般采用喷射涂覆，利用经过过滤后的洁净压缩空气调整到适当压力，将助焊剂从助焊剂罐中压出并从喷射头的针状小孔中喷出，将助焊剂喷射在电池片主栅上。因助焊剂中的溶剂通常由挥发的材料构成，助焊剂喷到电池片主栅上后溶液再经过一定温度加热后挥发掉，焊锡熔后，使焊带焊接在电池片的主栅上。焊接完后，助焊剂中的溶济基本挥发完全。系统结构由助焊剂储存罐、电磁阀、气压调节器、喷嘴等组成。其结构示意如图1。

表1 光伏助焊剂成分

图1 助焊剂输送系统

1.3 助焊剂及其输送系统存在的问题

现存的光伏助焊剂输送系统一般存在如下问题：喷口堵塞，电磁阀烧坏，助焊剂不均匀，造成虚焊，硅电池污染，故障率高，维护费用高。从而提高质量成本和经济成本。

2 助焊剂输送系统的匹配优化措施

2.1 光伏助焊剂的优化

助焊剂内起焊接作用的大部分都是固体材料，固体材料均以悬浮颗粒的形式存在，相对来说，固体含量越多，焊接能力越好，但固体含量过高，造成的残渣越多，容易污染硅电池，固体的颗粒太大，容易导致助焊剂输送不稳定，造成硅电池的虚焊；为保证焊接强度，降低虚焊，同时保持材料成本的经济性，需要对助焊剂内固体材料的颗粒度进行优化。传统助焊剂固体悬浮的颗粒度保持在300目以上，在自动焊接系统工艺匹配中，把悬浮颗粒度保持在500目以上，基本不需要增加材料成本，同时助焊剂输送系统运行保持稳定，焊接效果能够保持持续稳定，系统平均无堵塞、虚焊时间从120 h提高到了480 h左右，效果明显，如图2。

图2 光伏助焊剂的优化系统

2.2 输送系统的改进

一般情况下，包括进口的自动焊接设备，助焊剂输送系统均未配置过滤器，为了进一步保障助焊剂输送系统的运行稳定性，在输送系统的前端增置助焊剂过滤器非常必要，过滤粗大颗粒，防止喷口助焊剂淤塞，提高系统运行稳定性以及喷涂均匀性；过滤器选用参数为500目，在添置特制的专用过滤器后，系统堵塞故障以及虚焊故障明显改善。

2.3 喷口孔径的优化

为了防止输送系统喷口堵塞，方便喷口清理，提高喷射定位精度，减少污染；喷嘴口径尺寸从0.7 mm改进为0.9 mm，喷嘴出口加工成倒三角形，如图3所示。

图3 喷口孔径优化示意图

3 改进效果验证

通过助焊剂输送系统匹配优化，系统故障的明显减少，通过系统优化后，主要损耗件如电磁阀等在2015年比2014年减少25个以上，节省成本资金达10万以上，见表2。

表2 系统优化前后比较

改进后，助焊剂喷口堵塞明显减少，电池焊接质量明显提升。

4 结束语

光伏组件工艺环节中，自动串焊机作用非常关键，通过对助焊剂输送系统匹配优化，自动串焊机运行效果明显提升，返工率由原来的30%下降到5%～8%，返工量的减少，使得设备利用率增加，产量每天由1 100板突破到1 300板组件，每年增加收益180万元，经济效益明显。

[1] 高四.助焊剂的组成及研究进展[J].印制电路信息，2009，(9)：59-63.

[2] 金霞.免清洗型助焊剂的研究进展[J].电子工艺技术，2007，28(6)：334-337.

Study on Photovoltaic Flux Conveying System of the Matching Process

WANG Yilun，ZHANG Fujia
(The 48thResearch Institute of CETC，Changsha 410111,China)

This paper introduces the principle and structure of the photovoltaic flux conveying system in silicon cell welding technology.and explains the factors affecti-ng welding technology.Several technical ways to improve the photovoltaic flux con-veying system are proposed.And the verification results are introduced.

Scaling powder；Delivery system；Spray nozzle

TN306

B

1004-4507(2017)02-0036-03

王翼伦（1973-），男，湖南祁东人，工程师，主要从事太阳能电池组件工艺的研制。

2017-01-23

张福家（1971-），男，湖南衡山人，高级工程师，主要从事太阳能电池组件工艺的研制。