提高光伏组件功率的焊接方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高光伏组件功率的焊接方法，为解决现有技术易造成焊瘤问题,步骤为1)电池片(B4)正面朝上放在焊台上，再拿取互联条(B5)，将互连条(B5)与电池片主栅对正，从电池片(B4)自上至下数第二或三根副栅线起始位置(B1)起焊接；2)烙铁轻落在互联条(B5)的前述起始位置B1，手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条(B5)接触，轻压在互联条(B5)上；3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条(B5)上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处(B2)为电池片(B4)下端自下向上数第三根副栅线处,焊接收尾时，带动手柄往电池片(B4)边缘直线向下拉动，使在收尾点(B3)有残留的焊锡点直接吸附在电池片(B4)下方的无焊带区域。具有不会造成焊瘤，特别有助于减少隐裂片，从而提高太阳能组件成品质量和产量的优点。
【专利说明】提高光伏组件功率的焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光伏组件制造方法，特别是涉及一种提高光伏组件功率的焊接方法。
【背景技术】
[0002]随着太阳能电池片效率的提高和太阳能电池组件技术的发展，在整个组件生产中，焊接工艺方法直接影响着组件的串联电阻，电池片串联电阻的增加会加大电池组件的功率损失。而对如何减小串联电阻降低组件封装损失对提高电池组件效率有很大的帮助。组件封装损耗中，串联电阻损耗主要是互联条与电池片焊接不良的接触电阻。通过改变焊接工艺方法可以有效的提高组件转换效率，同样组件输出功率的提高会带来收益的提高。其次组件配置的电池片所需效率可以降低，间接降低生产成本。
[0003]现在行业上大家基本都在使用互联条规格为:0.14mmX 1.8mm>0.16mmX 1.8mm>
0.2mmX 1.8mm,通过实验证明使用0.14mm厚焊带的组件串联电Rs比使用0.2mm厚焊带的组件要高约15ηιΩ ,相应的FF则低约0.5%。由于0.16mm厚的焊带电阻比0.14mm厚焊带降低不明显，其对应组件的FF略有下降，这可能跟测试误差有关。此外，通过实验数据对比，实验中3种组件的开路电压Voc无明显差别，而短路电流Isc会随着焊带厚度或截面积增加。
[0004]当前现行业 中，组件生产厂家的封装损耗均基本在3% -5%之间，其主要原因是一般厂家采用的互联条较薄，截面积不够而导致的封装损耗过高。
[0005]其次，目前很多组件生产厂家常规使用的焊台功率为..( 90W左右，而≤90W左右的焊台在光伏电池片焊接时进行温度检测值为:“单多晶156电池片，其主栅线为1.6_，焊接时间控制在3S中时；因为电池片的硅导热性能很好，烙铁头的热量会迅速传递到电池片上，瞬间使烙铁头的温度降低到设定温度的-10摄氏度至-15摄氏度之间。
[0006]另外，市场上低于90W的调温交流电烙铁(热磁铁控制)不适合焊接大面积的电池片，主要是温度均匀性等原因，不能保证互联条和电池片之间焊接的牢固性，产生的现象是电池片在焊接过程中发生啪啦啪啦的响声，常规情况下会出现隐裂现象，因隐裂是肉眼看不到的，只能通过高像素的EL检测设备才能检验出来；从而增加了人力物力是浪费。严重的立即使电池片出现裂纹，导致电池片损坏，直接报废；这是因为焊锡温度低或温度均匀性不够所引起的收缩应力造成的。
[0007]现有电池片竖拉焊接方法:为直拉式焊接，如图1所示，图中B4为电池片、B5为焊带(互联条)。
[0008]其特点在于启焊点Al约为:电池片B4前方2mm至3mm处，焊接过程中是由上至下进行焊接，首先烙铁头轻落在焊带B5起始位置，起焊时烙铁轻压焊带(烙铁头与焊带B5、电池片B4充分接触)匀速向下拉焊。烙铁头与电池片B4表面约成45°角，收尾时烙铁头应在距离电池片B4向下边缘B2约5mm处(约第三根细栅线)，轻提烙铁头迅速向右移动离开焊带。[0009]此种焊接工艺缺陷之一是在收尾部位B3收尾时有残留的焊锡点。此焊锡点实为组件叠层过程中的应力点。在焊接时互联条上的焊锡会融化，融化后的的焊锡会随着烙铁头的移动而移动，最后只能流淌在收尾部位B3，如在焊接时处理不当，会造成很大的焊瘤，也很大程度上影响层压后的组件的隐裂存在的几率。
【发明内容】
[0010]本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种不会造成焊瘤的提高光伏组件功率的焊接方法。
[0011]为实现上述目的，本发明提高光伏组件功率的焊接方法，其特征在于步骤为I)电池片B4正面朝上放在焊台上，再拿取互联条B5，左手拇指和食指规正互联条B5的位置，右手手持电烙铁手柄，将互连条B5与电池片B4主栅对正，从电池片B4自上至下数第二或三根副栅线起始位置BI起焊接；2)烙铁轻落在互联条B5的前述起始位置BI,手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条B5接触，轻压在互联条B5上；3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条B5上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处B2为电池片B4下端自下向上数第三根副栅线处，焊接收尾时，带动手柄往电池片B4边缘直线向下拉动，使在收尾点B3有残留的焊锡点直接吸附在电池片B4下方的无焊带区域。具有不会造成焊瘤，可有效降低了焊接过程中出现虚焊、裂片和锡丝、锡渣等不良现象的几率，特别有助于减少隐裂片，从而提高太阳能组件的成品质量和产量的优点。
[0012]作为优化，所述步骤I)中规正互联条B5的位置是食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间。
[0013]作为优化，所述步骤I)中规正互联条B5的位置是食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间，使互联条B5的下端高于电池片B4下端的同时，使互联条B5的上端从电池片B4上端向上伸出。
[0014]作为优化，所述步骤I)中拿取互联条B5是拿取三根互联条B5，左手拇指和食指规正其中一根互联条B5的位置，所述步骤3)之后再重复所述步骤1)-3)焊接另外两根互联条B5 ;最后进行步骤4)，即焊接完毕后，右手轻轻推动电池片B4，左手辅助将焊好的电池片B4正面朝上放置焊台左方规定的位置。
[0015]作为优化，焊接时，焊笔与手臂要平行移动，不得靠手腕摆动拖动电烙铁(或者称焊笔)。
[0016]作为优化,所述互联条B5为0.25mmX 1.6mm的加厚互联条。
[0017]作为优化，所述焊台为150W高功率焊台。
[0018]作为优化，所述高功率焊台在焊接单多晶156电池片B4，主栅线为1.6mm时，焊接时间控制在3S。
[0019]作为优化，所述焊台包括用于承托所述电池片B4的台板，所述台板为隔热台板或者为配有加热装置，保持温度在55-60°C导热台板；所述电池片B4为事先加热至55-60°C的预热电池片。加热装置可以为导热台板制有加热水套，加热水套内置感温器控制的电热棒。
[0020] 作为优化，所述导热台板温度>预热电池片温度；所述预热电池片的加热方法是在所述焊台右方或者上方设置电池片预热槽。电池片预热槽可以是用于暂时存放电池片的槽配置红外线灯照射式电池片加热器和测量内置电池片表面温度的红外测温器，红外测温器通过温控板控制所述电池片加热器的红外线灯开关或者亮度或者辐射热强度。
[0021]在实际焊接互联条的的过程中，本发明专利的焊接手法优选为:竖拉式焊接。如图2所示:其步骤为I)电池片正面朝上放在焊台上，再拿取三根互联条B5，左手拇指和食指规正互联条B5的位置(食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间)，右手手持电烙铁手柄，将互连条B5与电池片B4主栅对正，从第二或三根副栅线起焊接。2)烙铁轻落在互联条B5起始BI位置，手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条B5接触，轻压在互联条B5上。3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条B5上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处B2为电池片下端的第三根副栅线处，焊接收尾时，带动手柄往电池片边缘直线拉动。焊接时，焊笔与手臂要平行移动，不得靠手腕拖动焊笔。4)焊接完毕后，右手轻轻推动电池片，左手辅助将焊好的电池片正面朝上放置焊台左方规定的位置。
[0022]此种焊接工艺的优点是在收尾点B3有残留的焊锡点直接吸附在电池片下方的无焊带区域。因焊锡点为组件叠层过程中的应力点。主要改变原来焊接的方向，在焊接时互联条B5上的焊锡会融化，融化后的的焊锡会随着烙铁头的移动而移动，最后只能流淌在收尾部位，恰好，在收尾部分无焊带厚度，有2mm~3mm空隙，这样焊锡就会停留在焊接空白区域B3。此种方法可以有效的降低和减少因焊接时残留的焊锡，焊接时残留的焊锡我们视为应力点，只有很好的解决应力点问题而，才能很好的解决因应力点而造成的组件隐裂和裂片的产生。
[0023]加厚涂锡带焊接:焊带的有效电阻可认为是铜基材电阻与涂锡层电阻的并联。焊带由于厚度和截 面积增加后其电阻也会相应减小，对应组件的串联电阻Rs也会减小，而填充因子FF和峰值功率Pm则相应增加。
[0024]通过实验数据对比，实验中3种组件的开路电压Voc无明显差别，而短路电流Isc会随着焊带厚度或截面积增加。由此可以证明光伏焊带越厚或截面积越高，组件的输出功率就越高，封装损失也越低。但焊带增厚，会提高焊带成本，使得人工焊接时的焊接碎片率也有所提高。但若通过工艺改进或者现场控制等有效的方法，是完全可以有效地降低碎片率，增加组件的输出功率，降低封装损失；长远看来，是有助于控制组件的质量，高功率组件的成品率，有效的降低生产成本。
[0025]通过采用0.25mmXl.6mm的加厚互联条可以增加光伏组件功率，通过量化生产，组件封装损耗可控制在1.5% -2%内。
[0026]高功率焊台应用:在实际焊接过程中，人工焊接过程中可能出现虚焊、过焊等问题。虚焊将增加组件的串联电阻，降低组件效率，因此提高人工焊接的焊接质量，对组件生产非常重要。只有保证恒定的设定焊接温度，才能最大程度上保证焊接质量，从而才能保证电池片在焊接过程中出现虚焊等焊接不良现象的产生。
[0027]使用150W高功率焊台，高功率焊台在焊接单多晶156电池片，其主栅线为1.6mm,焊接时间控制在3S中是情况下，其焊接温度范围在±2摄氏度之间徘徊，是非常具有很好的稳定性。从实验数据表明，高功率焊台其特点在于，是直流供电，电压可调，热量充足，温度稳定，回温速度快，耗电少，效率高，安全耐用，漏电流小，调温且自动恒温的电烙铁温度可控范围在200摄氏度至480摄氏度之间，其稳定性在±2摄氏度之间。[0028]采用本发明提高光伏组件功率的焊接方法，通过对比层压前后EL检测分析，比较两种焊接方式对焊接质量的影响，由上往下的竖拉式焊接方式使烙铁头与焊带接触面更充分，同时焊接速度平缓均匀，不会造成焊瘤，可有效降低了焊接过程中出现虚焊、裂片和锡丝、锡渣等不良现象的几率，特别有助于减少隐裂片，从而提高太阳能组件的成品质量和产量，为制造出优质的太阳能组件提供了保障，值得光伏行业推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是现有焊接方法的示意图；
[0030]图2是本发明提高光伏组件功率的焊接方法的示意图。
【具体实施方式】
[0031]如图2所示，本发明提高光伏组件功率的焊接方法的步骤为I)电池片B4正面朝上放在焊台上，再拿取互联条B5，左手拇指和食指规正互联条B5的位置，右手手持电烙铁手柄，将互连条B5与电池片B4主栅对正，从电池片B4自上至下数第二或三根副栅线起始位置BI起焊接；2)烙铁轻落在互联条B5的前述起始位置BI，手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条B5接触，轻压在互联条B5上；3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条B5上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处B2为电池片B4下端自下向上数第三根副栅线处，焊接收尾时，带动手柄往电池片B4边缘直线向下拉动，使在收尾点B3有残留的焊锡点直接吸附在电池片B4下方的无焊带区域。
[0032]具体为所述步骤I)中规正互联条B5的位置是食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间。所述步骤I)中规正互联条B5的位置是食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间，使互联条B5的下端高于电池片B4下端的同时，使互联条B5的上端从电池片B4上端向上伸出。
[0033]所述步骤I)中拿取互联条B5是拿取三根互联条B5，左手拇指和食指规正其中一根互联条B5的位置，所述步骤3)之后再重复所述步骤I)-3)焊接另外两根互联条B5;最后进行步骤4)，即焊接完毕后，右手轻轻推动电池片B4，左手辅助将焊好的电池片B4正面朝上放置焊台左方规定的位置。
[0034]焊接时，焊笔与手臂要平行移动，不得靠手腕摆动拖动电烙铁(也可称为焊笔)。所述互联条B5为0.25mmX 1.6mm的加厚互联条。
[0035]所述焊台为150W高功率焊台。所述高功率焊台在焊接单多晶156电池片B4，主栅线为1.6mm时，焊接时间控制在3S。
[0036]所述焊台包括用于承托所述电池片B4的台板，所述台板为隔热台板或者为配有加热装置，保持温度在55-60°C导热台板；所述电池片B4为事先加热至55-60°C的预热电池片。所述导热台板温度>预热电池片温度；所述预热电池片B4的加热方法是在所述焊台右方或者上方设置电池片预热槽。
[0037]采用本发明提高光伏组件功率的焊接方法，通过对比层压前后EL检测分析，比较两种焊接方式对焊接质量的影响，由上往下的竖拉式焊接方式使烙铁头与焊带接触面更充分，同时焊接速度平缓均匀，不会造成焊瘤，可有效降低了焊接过程中出现虚焊、裂片和锡丝、锡渣等不良现象的几率，特别有助于减少隐裂片，从而提高太阳能组件的成品质量和产量，为制造出优质的太阳能组件提供了保障，值得光伏行业推广。
[0038]更具体为:竖拉式焊接。如图2所示:其步骤为I)电池片正面朝上放在焊台上，再拿取三根互联条B5，左手拇指和食指规正互联条B5的位置(食指定位在互联条B5上方，拇指轻压在电池片主栅线中间)，右手手持电烙铁手柄，将互连条B5与电池片B4主栅对正，从第二或三根副栅线起焊接。2)烙铁轻落在互联条B5起始BI位置，手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条B5接触，轻压在互联条B5上。3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条B5上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处B2为电池片下端的第三根副栅线处，焊接收尾时，带动手柄往电池片边缘直线拉动。焊接时，焊笔与手臂要平行移动，不得靠手腕拖动焊笔。4)焊接完毕后，右手轻轻推动电池片，左手辅助将焊好的电池片正面朝上放置焊台左方规定的位置。
[0039]此种焊接工艺的优点是在收尾点B3有残留的焊锡点直接吸附在电池片下方的无焊带区域。因焊锡点为组件叠层过程中的应力点。主要改变原来焊接的方向，在焊接时互联条B5上的焊锡会融化，融化后的的焊锡会随着烙铁头的移动而移动，最后只能流淌在收尾部位，恰好，在收尾部分无焊带厚度，有2mm~3mm空隙，这样焊锡就会停留在焊接空白区域B3。此种方法可以有效的降低和减少因焊接时残留的焊锡，焊接时残留的焊锡我们视为应力点，只有很好的解决应力点问题而，才能很好的解决因应力点而造成的组件隐裂和裂片的产生。
[0040]加厚涂锡带焊接:焊带的有效电阻可认为是铜基材电阻与涂锡层电阻的并联。焊带由于厚度和截面积增加后其电阻也会相应减小，对应组件的串联电阻Rs也会减小，而填充因子FF和峰值功率Pm则相应增加。
[0041]通过实验数据对 比，实验中3种组件的开路电压Voc无明显差别，而短路电流Isc会随着焊带厚度或截面积增加。由此可以证明光伏焊带越厚或截面积越高，组件的输出功率就越高，封装损失也越低。但焊带增厚，会提高焊带成本，使得人工焊接时的焊接碎片率也有所提高。但若通过工艺改进或者现场控制等有效的方法，是完全可以有效地降低碎片率，增加组件的输出功率，降低封装损失；长远看来，是有助于控制组件的质量，高功率组件的成品率，有效的降低生产成本。
[0042]通过采用0.25mmXl.6mm的加厚互联条可以增加光伏组件功率，通过量化生产，组件封装损耗可控制在1.5% -2%内。
[0043]高功率焊台应用:在实际焊接过程中，人工焊接过程中可能出现虚焊、过焊等问题。虚焊将增加组件的串联电阻，降低组件效率，因此提高人工焊接的焊接质量，对组件生产非常重要。只有保证恒定的设定焊接温度，才能最大程度上保证焊接质量，从而才能保证电池片在焊接过程中出现虚焊等焊接不良现象的产生。
[0044]使用150W高功率焊台，高功率焊台在焊接单多晶156电池片，其主栅线为1.6mm,焊接时间控制在3S中是情况下，其焊接温度范围在±2摄氏度之间徘徊，是非常具有很好的稳定性。从实验数据表明，高功率焊台其特点在于，是直流供电，电压可调，热量充足，温度稳定，回温速度快，耗电少，效率高，安全耐用，漏电流小，调温且自动恒温的电烙铁温度可控范围在200摄氏度至480摄氏度之间，其稳定性在±2摄氏度之间。
[0045]采用本发明提高光伏组件功率的焊接方法，通过对比层压前后EL检测分析，比较两种焊接方式对焊接质量的影响，由上往下的竖拉式焊接方式使烙铁头与焊带接触面更充分，同时焊接速 度平缓均匀，不会造成焊瘤，可有效降低了焊接过程中出现虚焊、裂片和锡丝、锡渣等不良现象的几率，特别有助于减少隐裂片，从而提高太阳能组件的成品质量和产量，为制造出优质的太阳能组件提供了保障，值得光伏行业推广。
【权利要求】
1.一种提高光伏组件功率的焊接方法，其特征在于步骤为I)电池片(B4)正面朝上放在焊台上，再拿取互联条(B5)，左手拇指和食指规正互联条(B5)的位置，右手手持电烙铁手柄，将互连条(B5)与电池片主栅对正，从电池片(B4)自上至下数第二或三根副栅线起始位置(BI)起焊接；2)烙铁轻落在互联条(B5)的前述起始位置BI，手柄倾斜角度约45°，让烙铁头充分和互联条(B5)接触，轻压在互联条(B5)上；3)起焊时停顿约0.5秒后，手带动手柄下移，烙铁头匀速在互联条(B5)上移动，食指同时慢慢抬起，并调整互连条的方向，使其完全落在主栅线内，收尾处(B2)为电池片(B4)下端自下向上数第三根副栅线处，焊接收尾时，带动手柄往电池片(B4)边缘直线向下拉动，使在收尾点(B3)有残留的焊锡点直接吸附在电池片(B4)下方的无焊带区域。
2.根据权利要求1所述焊接方法，其特征在于所述步骤I)中规正互联条(B5)的位置是食指定位在互联条(B5)上方，拇指轻压在电池片主栅线中间。
3.根据权利要求2所述焊接方法，其特征在于所述步骤I)中规正互联条(B5)的位置是食指定位在互联条(B5)上方，拇指轻压在电池片主栅线中间，使互联条(B5)的下端高于电池片(B4)下端的同时，使互联条(B5)的上端从电池片(B4)上端向上伸出。
4.根据权利要求1所述焊接方法，其特征在于所述步骤I)中拿取互联条(B5)是拿取三根互联条(B5)，左手拇指和食指规正其中一根互联条(B5)的位置，所述步骤3)之后再重复所述步骤1)-3)焊接另外两根互联条(B5);最后进行步骤4)，即焊接完毕后，右手轻轻推动电池片(B4)，左手辅助将焊好的电池片(B4)正面朝上放置焊台左方规定的位置。
5.根据权利要求1所述焊接方法，其特征在于焊接时，焊笔与手臂要平行移动，不得靠手月:?摆动拖动电恪铁。
6.根据权利要求1所述焊接方法，其特征在于所述互联条(B5)为0.25mmX1.6mm的加厚互联条。
7.根据权利要求1或者2或者3或者4或者5或者6所述焊接方法,其特征在于所述焊台为150W高功率焊台。
8.根据权利要求7所述焊接方法，其特征在于所述高功率焊台在焊接单多晶156电池片(B4)时，主栅线为1.6mm时，焊接时间控制在3S。
9.根据权利要求1或者2或者3或者4或者5或者6所述焊接方法,其特征在于所述焊台包括用于承托所述电池片(B4)的台板，所述台板为隔热台板或者为配有加热装置，保持温度在55-60°C导热台板；所述电池片(B4)为事先加热至55-60°C的预热电池片。
10.根据权利要求1所述焊接方法，其特征在于所述导热台板温度>预热电池片温度；所述预热电池片(B4)的加热方法是在所述焊台右方或者上方设置电池片预热槽。
【文档编号】H01L31/18GK104022180SQ201410197166
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】薛海英, 滕永坤, 赵宁, 杜玉越, 任高明 申请人:山东中晶新能源有限公司