真空回流焊爐/真空焊接爐——太陽(yáng)能電池組焊接

綠色能源近幾年大力發(fā)展，2024年2月29日，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布《中華人民共和國(guó)2023年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，全年清潔能源發(fā)電量31906億千瓦時(shí)，比上年增長(zhǎng)7.8%。清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量比重為26.4%，上升0.4個(gè)百分點(diǎn)。綠色能源包含了水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能（沼氣）、地?zé)崮埽òǖ卦春退矗┑鹊?。其中太?yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池組件、充電控制器、逆變器、蓄電池共同組成。在太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)制造的過程中，太陽(yáng)能電池組要想實(shí)現(xiàn)發(fā)電的功能，就必須要將單片電池連接起來(lái)形成電池組，使其成為一個(gè)整體，而最常見的連接方式就是焊接。

焊接工藝分為單焊（單片焊接）和串焊（串聯(lián)焊接）。單焊是指在電池片的正面主柵線上焊接兩條焊帶；串焊是指將單片焊接好的電池片按照工藝要求的數(shù)量一片片串聯(lián)焊接在一起。太陽(yáng)能組件的設(shè)計(jì)使用壽命在25年左右，且通常安裝在戶外，有些還要考慮環(huán)境惡劣的問題，每天要承受數(shù)十?dāng)z氏度的溫差；焊帶基材為純銅，而電池片則為硅，銅的膨脹系數(shù)為硅的6倍，面對(duì)如此大的溫度變化，勢(shì)必會(huì)引起焊帶和電池片受力，因此電池片的正面單焊和背面串焊質(zhì)量至關(guān)重要。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家主要使用手工焊接方法，然而手工焊接有一定的局限性，導(dǎo)致焊接不良的因素眾多，如果在焊接過程中控制不當(dāng)就會(huì)造成熱斑、碎片等現(xiàn)象，嚴(yán)重的話還會(huì)影響組件的壽命甚至燒毀組件。

不良因素主要有以下幾種：（1）虛焊：虛焊產(chǎn)生的原因是錫鉛與電池片電極銀層合金形成程度差，而影響合金形成的因素有溫度及錫鉛銀表面金屬活性度。手工焊接出現(xiàn)虛焊異常的原因可能是焊接時(shí)間過快；焊接工藝波動(dòng)；烙鐵溫度和焊接時(shí)間不符合要求；電池片批次不集中，主要在于電池片銀漿是否氧化、發(fā)黃；互聯(lián)條浸泡不符合要求，如互聯(lián)條上助焊劑揮發(fā)、互聯(lián)條氧化。（2）裂片：電池片裂片如圖2所示，產(chǎn)生的原因有外力沖擊；電池片隱裂或溫差收縮產(chǎn)生應(yīng)力。手工焊接出現(xiàn)裂片異常的原因可能是電池片的批次（硅片廠家、線別、生產(chǎn)日期）不集中；互聯(lián)條扭曲；虛焊等焊接困難造成裂片；焊接溫度、焊接手法不正常；起焊點(diǎn)和收尾點(diǎn)靠前。

（3）錫絲錫渣：錫絲錫渣如圖3所示，產(chǎn)生的原因是錫鉛與電池片電極銀層合金形成程度差，影響合金形成的因素有溫度及錫鉛銀表面金屬活性度。手工焊接出現(xiàn)錫絲錫渣異常的原因可能是員工焊接手法有問題，重點(diǎn)關(guān)注速度、收尾、拉烙鐵的直線性等幾要素；烙鐵溫度不正常；電池片電極氧化；桌面清潔度不夠；烙鐵清潔海綿水含量低。

而在回流焊爐焊接中，單焊和串焊是通過焊接爐同時(shí)完成的，消除了電池片受熱變形兩次所帶來(lái)的應(yīng)力不同而導(dǎo)致彎曲變形的隱患。同時(shí)，電池片的焊接過程中，還需要保證焊接溫度、加熱速度、冷卻速度等因素。焊接溫度：需高于焊料熔點(diǎn)的25-60℃，保證焊料填滿空隙；加熱速度：根據(jù)電池片的厚薄程度，焊帶的材料、形狀、大小等因素決定。焊件越薄、尺寸越小，焊接加熱速度越快；冷卻速度：根據(jù)電池片和焊帶的材料、形狀、大小等因素決定。冷卻速率快有助于焊縫組織細(xì)化，提高其力學(xué)性能，但對(duì)于較脆的電池片，過快的冷卻會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。這些因素都可以通過我司焊接爐優(yōu)秀的加熱平臺(tái)和冷卻系統(tǒng)控制：優(yōu)化的加熱平臺(tái)通過陣列、接觸式加熱方式，加熱面溫差小，溫控精度≤±1℃，無(wú)局部溫升突變，變形量??；結(jié)合正負(fù)壓焊接工藝，有效抵消平臺(tái)及工裝形變的影響，使焊接質(zhì)量更完美；自適應(yīng)、模塊式、升降式冷卻系統(tǒng)，震動(dòng)小、面溫差小、熱沖擊小、冷卻速率可控、制冷機(jī)功耗損耗低。

總結(jié)：采用回流焊爐焊接，降低了焊接過程中出現(xiàn)虛焊、裂片和錫絲錫渣等不良現(xiàn)象的幾率，提高了太陽(yáng)能組件的成品質(zhì)量和產(chǎn)量，焊接好的電池片再經(jīng)過串并聯(lián)、組框封裝等工藝，便成為用于光伏電站建設(shè)的電池組件單元。

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