
光伏組件制造(電池片切割、層壓封裝、EL 檢測)對溫度精度與組件可靠性要求嚴苛,溫度波動會導致電池片隱裂、層壓件氣泡,直接影響組件發電效率與 25 年使用壽命。專用光伏組件制造冷水機通過高精度溫控與潔凈設計,滿足 GB/T 9535-2018、IEC 61215 等標準要求,保障組件質量穩定性。
1. 光伏電池片激光切割冷卻
針對單晶硅 / 多晶硅電池片(厚度僅 160-200μm)的激光切割工序,冷水機采用 “雙區同步冷卻系統”:一方面通過冷卻夾具將電池片基底溫度穩定控制在 25±0.5℃,避免高溫導致電池片熱應力隱裂(隱裂率可從 5% 降至 0.3% 以下);另一方面通過冷卻激光頭將激光發生器溫度控制在 30±1℃,防止激光功率波動(波動范圍從 ±3% 縮小至 ±0.5%)。例如在 PERC 電池片半片切割中,穩定的冷卻可使切割邊緣崩邊寬度≤20μm,切割精度達 ±5μm,符合《光伏電池片激光切割技術要求》,確保切割后電池片串聯焊接時無虛焊、斷柵問題,組件填充因子提升至 80% 以上。
2. 組件層壓工藝恒溫控制
光伏組件層壓(EVA 膠膜、玻璃、電池片、背板復合)需在 135-150℃下加熱固化,層壓后需快速冷卻至 45℃以下定型,冷卻速度過慢會導致 EVA 膠膜收縮不均(產生氣泡,氣泡率超 3%),過快則會引發組件翹曲(翹曲度超 2mm/m)。冷水機采用 “梯度冷卻系統”:第一階段通過層壓機冷卻板將層壓件從 150℃降至 80℃(降溫速率 4℃/min),第二階段通過冷卻風幕降至 45℃(降溫速率 2℃/min),總冷卻時間縮短至傳統工藝的 1/2。例如在 60 片電池片組件層壓中,梯度冷卻可使 EVA 交聯度達 75% 以上(國標≥65%),組件氣泡率≤0.5%,翹曲度≤1mm/m,保障組件長期戶外使用時無脫層風險。
3. EL 檢測前電池片恒溫預處理
組件 EL 檢測(缺陷檢測,如隱裂、虛焊)前,需將組件溫度穩定在 23±2℃,溫度偏差會導致 EL 圖像灰度不均(缺陷識別率下降 20%)。冷水機采用 “組件恒溫預處理艙”,通過熱風循環與冷卻盤管協同,將組件從層壓后常溫(如 50-60℃)快速降溫至 23±1℃,預處理時間≤15 分鐘(傳統自然冷卻需 60 分鐘)。例如在高效 HJT 組件 EL 檢測中,恒溫預處理可使 EL 圖像信噪比提升 30%,直徑≥50μm 的隱裂識別率達 100%,避免因溫度干擾導致的缺陷漏檢,確保組件出廠合格率達 99.8% 以上。
4. 潔凈車間兼容與防污染設計
光伏組件制造車間為 Class 1000-Class 10000 潔凈室,冷水機采用 “全封閉潔凈結構”:外殼采用 304 不銹鋼(表面粗糙度 Ra≤0.8μm,電解拋光處理),所有管路接口采用快裝式衛生密封(無死角,便于清潔);冷卻介質(去離子水,電阻率≥10MΩ?cm)通過 0.22μm 微孔過濾,防止雜質進入層壓、切割系統污染組件;同時配備 “抗菌涂層”(納米銀離子涂層),抑制微生物滋生,符合《光伏組件制造潔凈室技術要求》,運行噪音≤38 分貝,避免干擾檢測設備精度。

光伏組件制造對發電效率與壽命要求極高,冷水機操作需兼顧控溫精度與潔凈規范,以光伏專用水冷式冷水機為例:
1. 開機前潔凈與系統檢查
? 潔凈檢查:用無塵布蘸取異丙醇(純度≥99.7%)擦拭冷水機表面及接口,檢查冷卻介質過濾器(0.22μm)是否完好,確認設備周圍無粉塵堆積(每立方米≥0.5μm 粒子數≤1000 個);
? 系統檢查:確認冷卻介質(去離子水)液位達到水箱刻度線的 85%-90%,檢測水泵出口壓力(穩定在 0.3-0.5MPa),查看激光頭冷卻管、層壓機冷卻板接口密封狀態(無滲漏);通過電阻率儀檢測冷卻介質純度(≥10MΩ?cm),不達標則啟動離子交換樹脂純化系統處理。
1. 分工序參數精準設定
根據光伏組件不同制造工序需求,調整關鍵參數:
? 電池片激光切割:電池片冷卻水溫 25±0.5℃,激光頭冷卻水溫 30±1℃,水流速度調至 0.8-1.2L/min,開啟 “雙區冷卻” 模式,設定電池片溫度上限 28℃;
? 組件層壓:層壓機冷卻板水溫第一階段 80℃、第二階段 45℃,水流速度調至 2.5-3.0L/min,開啟 “梯度冷卻” 模式,降溫速率分別設定 4℃/min、2℃/min;
? EL 檢測預處理:恒溫艙水溫 23±1℃,風幕風速 1.5m/s,水流速度調至 1.5-2.0L/min,開啟 “恒溫預處理” 模式,組件降溫目標 23℃;
? 設定后開啟 “權限鎖定” 功能,僅授權工程師可調整參數,操作記錄自動上傳至光伏制造執行系統(MES)。
1. 運行中動態監測與調整
通過冷水機 “光伏制造監控平臺”,實時查看各工序溫度、冷卻介質電阻率、組件缺陷率等數據,每 10 分鐘記錄 1 次(形成質量追溯臺賬)。若出現 “電池片切割隱裂報警”(多因冷卻夾具溫度波動),需暫停切割,重新校準夾具冷卻水溫(±0.3℃),試切 50 片電池片檢測隱裂率;若層壓件出現氣泡(多因降溫速率過快),需降低第一階段降溫速率至 3℃/min,小批量試層壓(3 塊組件)驗證氣泡率;若 EL 圖像灰度不均(多因預處理溫度偏差),需微調恒溫艙水溫 ±0.5℃,重新檢測組件 EL 圖像。
2. 批次生產后清潔與停機
每批次光伏組件(如 500 塊)制造完成后,需按規范操作:
? 停機流程:先關閉激光切割機、層壓機、EL 檢測儀電源,待冷卻介質溫度降至常溫(25-30℃)后,關閉壓縮機,10 分鐘后關閉水泵與純化系統,切斷總電源;
? 潔凈清潔:啟動設備自清潔程序,用去離子水循環沖洗管路 30 分鐘(流量 1.0L/min),更換冷卻介質過濾器濾芯;對激光頭冷卻管、層壓機冷卻板接口用無塵布蘸異丙醇擦拭,去除殘留 EVA 膠膜碎屑;
? 性能檢測:檢測冷卻介質電阻率(≥10MΩ?cm),用粒子計數器檢測設備周圍潔凈度(符合 Class 1000 標準),不達標則啟動車間潔凈系統。
1. 特殊情況應急處理
? 冷卻介質污染:立即停機,關閉與生產設備的連接閥,排空污染介質并收集(按危廢處理),用去離子水沖洗管路 3 次,啟動純化系統使新介質電阻率達標;已加工的電池片 / 組件需重新檢測(切割片查隱裂、層壓件查氣泡),不合格產品全部報廢;
? 突然停電:迅速關閉冷水機總電源,斷開與設備的連接 —— 激光切割需立即關閉激光發生器(防止損壞),層壓件需轉移至備用冷卻區(避免高溫停留過久);恢復供電后,先啟動純化系統使介質達標,再逐步啟動冷水機,對停電前加工的組件進行全性能檢測(EL、功率測試);
? 層壓機超溫(如溫度驟升 10℃):立即切斷層壓機加熱電源,啟動冷水機 “應急冷卻” 模式(冷卻板水流速度提升至 4.0L/min),待溫度降至安全范圍后,檢查溫控器與加熱管,排除故障前禁止繼續層壓,已超溫的層壓件需拆解重新加工。
? 日常維護:每日清潔設備表面與過濾器,檢測冷卻介質電阻率;每 4 小時記錄切割隱裂率、層壓氣泡率數據;每周用異丙醇清潔激光頭冷卻管、層壓機冷卻板接口,更換預處理艙空氣過濾器;每月校準溫度傳感器(溯源至國家計量標準),對水泵軸承添加潤滑油;每季度更換離子交換樹脂,對換熱器進行化學清洗(使用光伏專用除垢劑,避免離子殘留);
選型建議:電池片切割選 “雙區冷卻冷水機”(控溫 ±0.5℃),組件層壓選 “梯度冷卻冷水機”(支持多段溫控),EL 檢測選 “恒溫預處理冷水機”(控溫 ±1℃);大型光伏工廠建議選 “集中供冷 + 分布式純化系統”(總制冷量 80-150kW,支持 10-15 條生產線并聯);選型時需根據產能與工藝需求匹配(如日產 1000 塊組件需配套 50-60kW 冷水機,激光切割線需配套 8-10kW 冷水機),確保滿足光伏組件高可靠性制造需求,保障組件發電效率與使用壽命。
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