组件设计规范-电池篇

太阳能电池根据所用材料的不同，分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在组件应用中居主导地位。

1.硅电池片的类别

硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

表1为三种硅电池片的各项比较：

2.常见硅电池片

? Sun power

特点：采用只在背面配置电极的背接触式（Back Con tact ）结构。由于表面没有遮光的电极, 因此，不仅转换效率高，而且整个电池单元呈黑色，富于创意性。

? EverGreen

特点：背面采用方形电极。

? Motech（茂迪）/JA（晶澳）/JW（珈伟）/GE/SM（西门子）/SF（林洋）

3.太阳能电池的电性能参数

3.1转换效率n

太阳能电池转换效率是太阳能电池的输出功率P与投射到太阳能电池面积上的入射光功率S 之比，其值取决于工作点。如果阵列不工作于最大功率点，则阵列的效率实际上都低于按此定义的效率致，世纪效率可以任意的低，甚至低到零。此外，只有当所有的其他重要参数（如日照强度、光谱、温度等）都已确定时，效率才能被唯一的定义。

3.2填充因子FF

可以定义为最大输出功率与Isc、Voc之比，也就是最大功率矩形面积对Isc、Voc矩形面积的比例。对于太阳能电池来说，填充因子是一个重要的参数，它可以反映太阳能电池的质量。太阳能电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充系数就越大，反映到太阳能电池的电流-电压特性曲线上，曲线就越接近正方形，此时太阳能电池的转换效率就越高。

3.3短路电流Isc

当V=0时，电流达到最大，称短路电流Isc （Short-Circuit Current ）。

3.4开路电压Voc

当 I=0 时，电压达到最大，称开路电压Voc （ Open Circuit Voltage ）。

3.5最大工作功率 Pm

在 l=lsc,V=O 及 V=Voc,=0 处，其功率值P=0°V=Vm,l=lm,可得最大功率 Pm（ Maximum Power Point） =VmIm，功率取之于 0?Pm之间。

4.电池片的使用流程电池片的作为组件最核心的原材料，在进行组件装配之前会进行一系列的前期准备工作。包括弱光、分选、电性能测试、划片等或其中的几个步骤。

下面列举常用的 Sunpower 电池片和 EverGreen 电池片的使用流程。

4.1Sunpower 电池片使用流程：

4.1.1将Sun power的Q档电池片进行弱光测试，将弱光测试》0.1V的电池片进行第 3步（外

观分选）；将＜ 0.1V的电池片进行下一步（单片热斑测试）

4.1.2进行单片热斑测试，合格片进行第 3步（外观分选）；不合格片进行第 5步（切片）；

4.1.3进行外观分选，将外观合格片进行下一步（电性能测试）；不合格片进行第 5 步（切片）；

4.1.4进行功率或电流分选，电性能合格片将入库；不合格片进行下一步；

4.1.5激光划片机切割成 1/3片；或将 1/3片切割成做小板型。

4.1.6将切割的1/3片进行弱光测试，将弱光测试》0.1V的电池片进行第3步，将v 0.1V的电池片返

回进行第 2 步（单片热斑测试）；

4.2Evergreen 电池片使用流程：

4.2.1整片进行外观分选

4.2.2

4.2.3

4.2.4

5.电池片的划片

在组件设计过程中有时候需要将整片电池片切割成更小的单体电池片，再进行串并联电路连

接。针对不同的电池片，激光划片操作略有不同，下面针对两种典型的Sunpower 电池片和Evergreen 电池片的划片操作进行说明。

5.1Sunpower 电池片划片操作规程：

5.1.1开启电源、水循环、水温控制空调、吸尘泵、吸附泵并确认已正常工作；

5.1.2启动激光调制和载片平台；5.1.3启动计算机，进入系统，开启程序，按切割图纸要求的尺寸设定

载片台的运行路径和速

度（如果之前已设定好，可直接载入）；

5.1.4调整激光切割机工作电流直至切割后的电池好掰为止；

5.1.5调整操作台初始位置，关闭频率，放一片电池在载片台上，运行一次程序。看切割后电池的尺寸

是否按图纸要求，是否切割在绝缘线内；

5 . 1 . 6把光滑平整的纸用胶带固定到载片台非切割区域堵住吸附孔，防止气体流通； 5.1.7将一定

数目的电池（背面向上），放到载片台上非切割区域； 5.1.8双手轻轻拿起一片电池（背面向上）放到载片，负极这一边紧靠铁条，然后启动切割程序，按照图纸要求进行切割。将已切割好的电池放到托盘上，再将正极这一边紧靠铁条，按上述步骤操作；

5.1.9切片完后，用一张白纸轻轻插入切好的电池正面下面，然后用白纸将切好的电池托起放到

工作台上，再用白纸放在已掰好电池的正面，将一定数量的电池按大角、小角、直片分类摆放并做好标识，放入托盘内，在切割区域放上下一片电池准备切割；

5.1.10 将切割不良的电池挑出，做好标识。

5.2Evergreen 电池片划片操作规程：

5.2.1打开激光机电源，启动激光切割程序，校准载片台的初始位置；

5.2.2打开吸尘泵，确认激光机和吸尘泵工作正常；

5.2.3按所需切割尺寸进行编程，然后将分选好电池紧靠中心铁条放在切片平台上；

5.2.4用压条压在被切割电池上，如被切割的电池上、下两端翘起，应用手把电池压住，然后开始切

割；

5.2.5关闭吸尘泵，小心拿起切片平台上切好的电池，力度均匀的掰开；

5.2.6将切割后的电池按照《 EG 电池检验标准》自检，然后纵向有序地放置在周转纸箱里；

5.2.7操作的过程中，发现不良品，挑出并存放在指定区域。

3. 电池片的分选

3.1 单片电性能测试制作太阳能电池组件时，要分选出电性能参数一致的单体电池片进行组合和封装，以保证太阳能电池组合的损失最小。

常见分选方式：

1.电流分档：以定电压测电流的方法，将电池片分为若干个档位，通常电压取经验值

0.52V ，测得电流以 0.00~0.09A 的电流区间分档。

2.功率分档：直接测得单片电池片的工作功率Pm,通常以0.00~0.09W的功率区间进行

分档。

单片测试操作规程：

1.准备工作

1.1穿好工作衣、工作鞋,戴好工作帽、手套。

1.2清洁、整理工作场地、设备和工具。

2.自检：对上道工序来料进行检验。检验要求如下：

2 .1芯片无破损、裂纹、无栅线断线。

22缺角面积不大于1mm2，每片不超过 2个。

3.分检操作过程：

3.1按单片测试仪设备操作规程打开分检测试仪电源开关。

3.2按下“量程”、“分标”、“小片”按钮,测试仪自动闪光（需自动闪光半小时,对设备进行预

热）。

3.3将标准电池片置于测试铜板上校准，功率误差不超过土1%W，否则请维修人员调整。将

校准结果做好记录。

3.4将待测电池沁片置于测试台铜板上, 并将电极压在电池芯片正面的主栅极上, 保证正、负电极其

接触良好,在电脑显示器上设定一栏里设定芯片面积,单晶125 电池片面积为

0.14857mm2，156电池片为0.241 mm2，多晶片输入实际的边长尺寸即可。

3.5设备预热后进行分检测试，按最大功率1W以上的每0.1W 一个档次进行分档，1W以下

的每 0.05W 一个档次进行分档。

3.6每隔 2个小时校准一次标准片，若发现功率超出标准范围后，前2个小时测试的芯片重新进行

检测。

3.7检测结束后，进行自检。

4.自检要求如下：

4.1芯片无碎片、裂纹，缺角面积符合要求。

4.2记录清晰，堆放整齐，无混档现象。

4.3符合要求，做好相关记录，并流下道工序。 4.4发现有批质量问题，立即报告生产主管。

5.注意事项

5.1分检测试仪的铜电极一定要与电池芯片背表面的印刷电极接触良好。

5.2将操作时产生的待处理片和废片分类放置。

5.3不符合自检要求的单片，为待处理片。

3.2 电池片的外观分检由于不同厂家生产的电池片制作工艺及结构均有差异，故外观分选的标准各

有差异。通常观察以下几个方面：电池片缺口、崩边、表面污点、花斑、划伤、磨花、裂纹、栅线破损等，依据缺陷的程度分为 A,B…等级。

1.准备工作

1.1穿好工作衣、工作鞋，戴好工作帽、手套。

1.2清洁、整理工作场地、设备和工具。

2.自检：对上道工序来料进行检验。检验要求如下： 2.1对来料包装进行确认与生产任务书上要求的

芯片效率一致。

2.2对生产商进行确认与生产任务书上生产商一致，包装完好无破损。

2.3对来料数量进行确认，来料数量与领料单上的数据相符再进行拆箱分检。

3.分检要求如下：

3.1外观缺陷检验，来料电池片必须完好，缺角面积不大于1mm2的每片不超过两处，无碎片、无隐

裂、无栅线断线、无银铝浆脱落、无鼓包等现象，若有以上缺陷现象挑出后按照不同的缺陷现象进行分类包装并做好记录。

3 .2规格尺寸及印刷图案检验，来料的电池片尺寸必须一致，无平行四边形、斜边或缺边现象，

印刷图案一致。

3.3按单片不同的颜色进行分类，把颜色相近的电池片放在一起。

3.4按不同的电池片效率进行分类，把相同效率的电池片放在一起

3.5把相同颜色、相同效率的电池片按照当日生产规格组件规定的串联电池片的数量要求进行分类。

3.6按照当日生产组件的数量分好相应数量的电池片。

3.7把分检好的电池片按照总数量的千分之二进行电性能抽检，按照单片测试操作规程进行检

测，电性能误差不超过《原材料检验规范》的规定即可通过，检测完成后的电池片必须放回原来的分类档次里边。

3.7检测结束后，进行自检。

4.自检要求如下：

4.1检测分类好的电池片必须是完好的，外观缺陷检验必须是百分百的检验，不能有漏检现象，分

类要清晰，标识要准确。

4.2记录清晰准确，堆放整齐，无混档现象。 4.3符合要求，做好相关记录，并流下道工序。

4.4发现有批质量问题，立即报告生产主管。

5.注意事项

5.1分检过程中必须戴好手套或指套，不可以用手直接接触电池片。 5.2将操作时产生的碎片按大小形

状分类放置。