金刚线切多晶硅组件生产工艺与质量管控

陈胡倩/身份证号码：63212419880506002X

金刚线切多晶硅组件生产工艺与质量管控

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在光伏领域，一项新技术的应用无非看两点：效率提升和成本下降。对于金刚线切片在多晶上的应用而言，就在于使用金刚线切割的对于硅片成本下降的显著效果，通过详细分析当前兴起的金刚线切多晶硅组件的生产工艺，提出在生产过程中的各工艺要求和质量控制点，有效的提升金刚线切片在多晶组件的功率；

金刚线切；多晶硅组件；生产工艺 ；质量控制点

随着愈演愈烈的630光伏抢装热潮，使得国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来国内光伏容量将大幅增加。同时也加速了光伏设备制造企业的产品转型和技术升级,新技术的推广以及组件功率提升和成本的控制都成为业界的难点，单晶由于硅片端金刚线切片的导入实现了成本的快速下降，因而市场渗透率在不断攀升，也让广大以多晶为主的行业企业备受压力。

一、金刚线切多晶硅原理

金刚线是金刚石切割线的简称，也称钻石切割线或者钻石线。目前主流的用于光伏领域的硅片切割线是超精细切割钢丝，直径大约是100微米。金刚石切割线顾名思义，跟金刚石有关，就是把金刚石的微小颗粒镶嵌在线上，做成的金刚石切割线，金刚线具有了金刚石微型的锯齿，增加了钢线的切割能力，可以大大加快切割速度，金钢线对于太阳能硅材料切割行业而言，是革命性的进步。

二、金刚线切多晶硅组件生产工序工艺

1.第一道工序是原材料的检验，金刚线切多晶电池片作为光伏组件的重要原材料之一，其性能直接决定着组件的品质，检测项目主要有电池片的外观、膜色、尺寸、厚度、在标准测试条件下的电性能、单片EL测试、栅线的可焊性、主栅抗拉力和背场的附着力测试，金刚线切多晶电池片因采用 酸制绒，对于硅片表面损伤层的依赖程度较高，存在较高的反射率，且电池片存在一定的色差，故而在检验时膜色的检验尤为重要。

2.第二道工序为电池片焊接，目前电池片焊接以自动化机器焊接为主，通过串焊机的影像系统机器自动检查不良电池片，并将焊接过程中由于各种因素导致焊接不良的电池片信息反馈给排版机器人，然后将不良电池片放入不良电池片暂存盒，将合格的电池片喷涂助焊剂后通过焊接的方法用涂锡带将单片电池片串联成串，焊接过程中易出现的不合格有：露白、虚焊和隐裂，如图1、2为焊接过程中的不合格；

图1 露白

图2 虚焊

3.第三道工序汇焊和层叠；用汇流带将电池串上的互联条按照工艺要求焊接起来，将电池串用高温胶带固定，引出汇流带引出端并铺设隔离EVA和背膜， 然后再铺设整片EVA胶膜和背膜；在此工序中主要的控制点为串间距、电池串的排版、引出线间距；

4.第四道工序是层压，根据使用的EVA特性设置合适的层压温度和抽真空时间，将钢化玻璃、EVA胶膜、电池串、EVA胶膜、太阳电池背膜，在抽真空时排出各种材料之间的空气，抽成真空，在高温、高压的条件下利用EVA胶膜的热熔性，完成各材料之间的粘结，质量控制点为层压EVA的胶联度和层压机的温度均匀性；

5.第五道工序是层压后外观检验和EL测试，外观检验项目：钢化玻璃、电池片是否存在裂片、碎角、气泡、异物、玻璃面和背膜面的脏污、和电池片是否存在色差；因金刚线切电池片的特殊性就要求在生产过程中必须相近膜色在同一块组件上.

6.第六道工序是组框，把铝边框按照工艺要求放在自动打胶机上，槽内胶量控制在槽的1/2～2/3，通过组框机对铝型材的四个角上施加一定的力，将短边角码推进预先打好卡点的长边内，组框后要求组件正面胶量较少，背面胶量较多，组并保证组件正面的四个角以及背面溢胶良好。

7.第七道工序是接线盒安装和灌胶；在组好框的组件上安装接线盒，引出正负端子， 灌胶接线盒需要将引出线与接线盒的接线端进行焊接，设置好电烙铁温度，控制焊好焊接时间，焊接后有明显焊斑，且焊斑面积大于可焊面积的80%，最后用灌封胶对接线盒进行密封。

8.第八道工序是成品组件测试和EL测试，通过模拟太阳光照来测试组件的各项电性能参数，检测结果将作为组件分档依据，测试环境要求：测试环境相对密封，不受太阳光等光线的影响，测试温度控制在25±2℃，湿度60%以下，光强1000±50 W/m2，用标准板对太阳能测试仪进行校准，记录校准数据，对组件进行电性能测试，并按照测试结果贴对应的铭牌。

三、金刚线切多晶硅组件生产过程中常见问题与质量控制

金刚线多晶具有诸多优点：1.产能方面：可实现高速切割，切割速度可以提高到原来的2倍，单位时间能够完成更多的工作量，提高产能。2.环保方面：金钢线的工艺只需要水或是水基冷却清洁液就可以，真正实现了环保生产和制造。3.技术方面：硅耗的降级，使用金刚线切片技术后，单位产能耗硅量的减少，较大程度地减少了硅片的硅成本和折旧等，这也是金刚线切片代替砂浆切片最重要的驱动因素。

金刚线切多晶硅组件生产过程中常见问题：

1.隐裂：因电池片受到热应力或外力使内部产生裂纹，通常以电池片边沿、主栅线和倒角位置为起点，延伸裂开，裂缝及附近区域较暗，肉眼看不到隐裂，需通过EL测试仪进行测试；组件中的隐裂缺陷会加速电池片的功率衰减，降低输出功率，在机械载荷情况下会扩大隐裂范围。

2.虚焊：在焊接过程中因电池片与互联条焊接不完全，造成接触不良，时通时断，通过EL测试可看出虚焊区域栅线附近较亮，其他区域正常。

3.短路：由于某种原因，致使电池片的正负极在电阻非常小的情况下相互连接的非正常通路，通过EL测试可看出短路处完全不发光。

4.缺角/碎角：通过EL测试可看出碎角区域呈现黑色区域，外观检验时也可明显看出缺损.

四、结语

金刚线切多晶硅组件作为目前一个市场趋势，要求我们在生产过程中用高品质的原材料、高标准的生产环境、成熟的生产工艺和严格的质量管理和质量控制、高素质的操作人员生产出优质的产品，并且需要不断的改进和提高加工工艺、加强创新力度，提高技术含量、重视管理细节，生产出来的产品才经得起市场和客户的考验，才能让企业立于不败之地；

[1]刘祖明，李杰慧，廖华等，晶体规太阳电池制造技术新进展[R]．第八届光伏会议论文集[C]．2004：800-815．

[2]赵玉文，林安中．晶体硅太阳电池及材料．太阳能学报特刊，1999：97-104．