Процесс производства солнечных панелей: ламинация
Содержание
Процесс производства солнечных панелей: ламинация
Сегодня мы рассмотрим один из ключевых процессов в производстве солнечных модулей: ламинирование.
В линии по производству фотоэлектрических модулей ламинирование — это не просто этап нагрева. Это один из важнейших процессов, определяющих конечную производительность, надежность, внешний вид и срок службы готовой солнечной панели. С помощью контролируемой температуры, вакуума и давления солнечные элементы, стекло, инкапсулянт EVA или POE, задняя пленка и другие материалы соединяются в единый интегрированный модуль.
Хороший процесс ламинирования помогает улучшить долгосрочную выходную мощность и защищает модуль от влаги, механических нагрузок, термических циклов и погодных условий. Если ламинирование плохо контролируется, могут возникнуть такие проблемы, как пузыри, плохая адгезия, трещины ячеек, дефекты краев или низкая степень сшивки инкапсулянта.
Принцип работы ламинатора солнечных модулей
Типичный ламинатор солнечных панелей в основном состоит из следующих частей:
| Основная часть | Функция |
|---|---|
| Нижняя плита / Нагревательная плита | Плоская нагревательная поверхность. Обычно нагревается высокотемпературным маслом или электрическими нагревательными стержнями для достижения требуемой температуры процесса. |
| Верхняя крышка | Оснащена силиконовой мембраной, уплотнительным кольцом и соответствующими компонентами. Опускается для закрытия камеры и прикладывает давление через мембрану. |
| Верхняя камера | Пространство между верхней крышкой и силиконовой мембраной. |
| Нижняя камера | Пространство между нагревательной плитой и верхней крышкой после закрытия. |
| Вакуумный насос | Используется для вакуумирования верхней или нижней камеры и удаления воздуха из стопки модулей. |
| Воздушный насос / Система накачки | Используется для накачки верхней или нижней камеры и создания давления во время ламинирования. |
После понимания этих основных частей мы можем рассмотреть, как работает ламинатор пошагово.
Шаг 1: Закрытие крышки
После того как модуль попадает в ламинатор, верхняя крышка опускается под действием гидравлических цилиндров. Когда она достигает правильного положения, уплотнительное кольцо на верхней крышке плотно прилегает к нижней плите, создавая герметичное пространство. Это герметичное пространство является нижней камерой.
Чертеж может выглядеть просто, но он помогает ясно объяснить базовую структуру.
Шаг 2: Вакуумирование нижней камеры
Вакуумный насос начинает откачивать камеру. Во многих производственных условиях процесс вакуумирования длится около 6 минут, хотя точное время зависит от типа модуля, материала инкапсулянта, конструкции ламинатора и технологического рецепта.
Во время вакуумирования нижняя плита уже нагрета. После попадания модуля в ламинатор он непрерывно нагревается, пока не приблизится к заданной температуре нагревательной плиты. На этом этапе нагрева пленка инкапсулянта начинает плавиться, переходя из твердого состояния в текучее.
Вакуумная среда позволяет воздуху и летучим газам внутри расплавленного инкапсулянта и стопки модулей выходить наружу. Это очень важно. Если запертый газ не удалить до начала отверждения инкапсулянта, после ламинирования внутри модуля могут остаться пузырьки.
Шаг 3: Накачка верхней камеры и давление ламинирования
После вакуумирования верхняя камера накачивается. Силиконовая мембрана является гибким материалом, поэтому она расширяется и деформируется под давлением воздуха. Затем она плотно прижимается к поверхности модуля и оказывает равномерное давление.
Это давление помогает вытеснить оставшиеся пузырьки из модуля. В то же время сочетание тепла и давления заставляет текучий инкапсулянт начинать отверждение и сшивание. Инкапсулянт постепенно переходит из жидкоподобного состояния в стабильный твердый связующий слой.
Эта схема показывает, что после накачки силиконовая мембрана плотно прилегает к модулю. Это также помогает предотвратить чрезмерное выдавливание расплавленного инкапсулянта под давлением.
Шаг 4: Выдержка под давлением и отверждение
Когда верхняя камера достигает требуемого давления, ламинатор поддерживает это давление в течение определенного периода времени. В течение этого периода выдержки инкапсулянт продолжает сшиваться до достижения требуемой степени сшивки.
После завершения процесса нижняя камера наполняется для снятия вакуума. Одновременно верхняя камера вакуумируется для сброса давления. Затем верхняя крышка отделяется от нижней плиты, и модуль перемещается в камеру охлаждения перед выгрузкой.
Эта схема с веб-сайта дает общее представление о технологическом процессе.
Важные технологические замечания
Требуется антиадгезионная ткань
Модуль не контактирует напрямую с силиконовой мембраной или нагревательной плитой. Между ними помещается слой антиадгезионной ткани. Ее основная функция — предотвратить прилипание расплавленного EVA или другого инкапсулянта к нагревательной плите или силиконовой мембране.
Современные ламинаторы обычно используют три рабочие камеры
Большинство современных ламинаторов для фотоэлектрических модулей имеют три рабочие камеры, и каждая камера имеет разное технологическое назначение.
| Стадия | Основная цель | Типичная технологическая особенность |
|---|---|---|
| Первая стадия | Расплавление инкапсулянта и удаление пузырьков воздуха | Более низкая температура, вакуум и меньшее давление. Обычно около 120°C в зависимости от материала и рецептуры. |
| Вторая стадия | Сшивка инкапсулянта и окончательное соединение | Более высокая температура и более высокое давление. Обычно около 140°C в зависимости от материала и рецептуры. |
| Третья стадия | Охлаждение и стабилизация формы | Вакуум, очень малое давление и низкая температура плиты около 20°C для охлаждения модуля. |
Причина использования трех стадий заключается в основном в повышении эффективности производства и стабильности процесса.
На первой стадии основная цель — расплавить инкапсулянт и удалить пузырьки воздуха. Температура не должна быть слишком высокой, а давление не должно быть слишком большим. Если инкапсулянт начнет сшиваться слишком рано, внутренние пузырьки могут не выйти должным образом, и пузырьки останутся внутри готового модуля.
На втором этапе основной целью является сшивка. Температура выше, а давление больше, что помогает ускорить реакцию отверждения инкапсулянта и улучшить адгезионные свойства.
На третьем этапе основной задачей является охлаждение. Требуется лишь небольшое давление, чтобы уменьшить деформацию или изгиб во время охлаждения.
Распространенные неисправности в процессе ламинирования
| Дефект | Возможные причины |
|---|---|
| Пузыри на поверхности солнечного элемента | Слишком высокая температура на первом этапе, сшивка инкапсулянта до выхода пузырей, ненормальное состояние вакуума, недостаточная скорость вакуумирования или слишком короткое время вакуумирования. |
| Снежинкообразные пузыри по краям или в четырех углах | Высота ламинирующей рамки может быть неподходящей, или размер рамки может не соответствовать модулю. |
| Прочность на отслаивание или степень сшивки не соответствуют норме | Слишком низкая температура, слишком малое давление, слишком короткое время выдержки или проблема с качеством инкапсулянта. |
| Трещины элементов после ламинирования | Слишком высокое давление ламинирования, посторонние предметы на высокотемпературной ткани или неровная поверхность ткани. |
| Пузыри вокруг области шин | Проблема с качеством флюса, флюс не полностью высушен или проблемы с остатками после пайки. |
Для стабильного качества модулей рецепты ламинирования не следует слепо копировать с одного продукта на другой. Различная толщина стекла, технология элементов, тип инкапсулянта, размер модуля, структура задней панели и скорость производства могут потребовать корректировки рецепта.
Мнение Ooitech
Как поставщик оборудования, мы видим это так: ламинирование часто является этапом, где небольшие отклонения в процессе становятся видимыми проблемами качества, поэтому заводы должны рассматривать рецепт ламинатора как контролируемый производственный параметр, а не просто настройку машины. Для высокоэффективных модулей, таких как MBB, TOPCon, IBC или черепичные продукты, равномерное давление, стабильная работа вакуума и правильные зоны нагрева особенно важны, поскольку структура элементов и межсоединений может быть более чувствительна к напряжению. Ooitech считает, что хорошая линия модулей — это не только покупка оборудования, но и сочетание обучения процессу, поведения материалов и ежедневного обслуживания в единую стабильную производственную систему.
