1.本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法及系统。
背景技术：2.cigs柔性组件现有制作工艺流程如图1所示：先将芯片电池串成串联的电池串，然后使用封装材料进行敷设，敷设完成后放入层压机(高温，高压)进行层压，层压完成后检测组件是否有缺陷。常见的cigs柔性组件缺陷有以下几点：
3.1、柔性组件经过卷曲后，个别膜层有缺陷的芯片出现分层或损伤，导致电阻增大，电流降低(由于是串联电路，单个芯片的电流下降，将导致整个芯片串限流，组件输出功率大幅下降)。
4.2、电池芯片经过层压后，在压力作用下出现局部短路(毛刺，尖端)等引起局部短路产生高温，给组件产生较大安全隐患。
5.上述现有的常规工艺，在组件检测站点，对于存在缺陷的组件进行识别和判定。对上述两种缺陷的组件进行功率降档(缺陷1)，或者是产品降级(缺陷 2)。特别是概率较大的缺陷1，造成巨大的功率损失。采用此种现有常规工艺，若柔性组件在敷设之前已经产生缺陷，仍然进行后续的敷设及封装，在无法保证成品柔性组件良品率的同时，还会浪费后续工序的资源。因此，为了减小生产损失，提高成品柔性组件良品率，有必要更改现有生产工艺，以期提前判断光伏组件在敷设、封装前的缺陷，进而便于及时改善光伏柔性组件缺陷。
技术实现要素：6.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法及系统，以解决现有工艺无法提前判断芯片缺陷的问题。
7.基于上述目的，本发明提供了一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，包括如下步骤：
8.步骤一、对芯片串焊；
9.步骤二、对芯片串进行热压，用以暴露有缺陷的芯片；
10.步骤三、对热压后的芯片串进行卷曲测试，用以暴露有损伤的芯片；
11.步骤四、联通芯片串的正负极引出端，对芯片串进行光照发电检测，并根据检测结果判断芯片是否有缺陷。
12.优选的，所述步骤二中热压的工艺参数为：温度130-170℃，压力为 50-100kpa，加压时间为30-300s。
13.优选的，所述步骤二中热压采用层压机进行热压，且热压芯片串的接触面设有柔性硅胶层。柔性硅胶层采用硅胶材料(柔软有弹性)，热压过程中，除了模拟层压机环境，也保护芯片表面以避免损伤。
14.作为一种可选的实施方式，所述步骤三中卷曲测试是依据光伏柔性组件的曲率半
径设置适配的卷筒，并在卷筒的外表面设置柔性硅胶层，通过卷筒进行卷曲测试1-3次。
15.优选的，所述卷曲测试的过程中，使得芯片串的受光面朝内。
16.优选的，所述步骤四中对芯片串的检测是采用光源照射芯片串的受光面，识别芯片缺陷。
17.可选的，所述识别芯片缺陷的方法采用人眼识别、红外检测装置识别或el 检测装置进行检测识别。
18.所述光源包括卤素灯、氙灯。
19.所述预处理方法还包括对芯片串进行光照发电检测之后依次对光伏柔性组件进行敷设和层压封装的步骤。
20.本发明还提供一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理系统，包括芯片串焊平台，所述预处理系统还包括用于暴露芯片缺陷的热压装置、用于测试芯片串以暴露芯片损伤的卷曲装置和用于对芯片串进行光照发电检测的芯片检测装置。
21.通过真空吸附芯片串的一端作为芯片串的起始端，之后采用自动卷曲装置对芯片串进行卷曲。
22.本发明的有益效果：本发明通过在光伏柔性组件敷设之前，依次增加热压、卷曲测试及芯片检测的工艺步骤，便于提前识别芯片的缺陷，避免出现封装成组件之后无法更换芯片的情况。其中，热压工序的设置，便于暴露有隐藏缺陷的芯片；卷曲测试工序的设置，便于暴露有损伤的芯片；芯片检测工序的设置，便于提前识别有严重缺陷的芯片，避免封装层组件后无法修复，只能降功率档和产品降级的遗憾。通过本发明的预处理工艺改进，便于减小生产损失，提高光伏柔性组件的良品率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为现有生产光伏柔性组件的常规工艺流程图；
25.图2为本发明的工艺流程图；
26.图3为本发明的预处理系统局部示意图。
27.图中标记为：
28.1、热压装置；2、芯片串；3、柔性硅胶层；4、卷筒；5、光源；6、红外检测装置。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
30.需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举
的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
31.如图2和图3所示，一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，包括如下步骤：
32.步骤一、对芯片串焊；
33.步骤二、对芯片串进行热压，用以暴露有缺陷的芯片；
34.步骤三、对热压后的芯片串进行卷曲测试，用以暴露有损伤的芯片；
35.步骤四、联通芯片串的正负极引出端，对芯片串进行光照发电检测，并根据检测结果判断芯片是否有缺陷；
36.步骤五、对光伏柔性组件进行敷设；
37.步骤六、层压封装。
38.相比现有的常规工艺，本发明新增了芯片串热压、芯片串的卷曲测试和芯片串检测工序，芯片串热压：模拟层压机封装条件，对电池芯片串进行预处理，用来暴露有隐藏缺陷的芯片；芯片串卷曲测试：模拟柔性组件实际使用环境，暴露有损伤的芯片；芯片检测：联通芯片串的正负极引出端，通过光照让光伏芯片发电，通过识别和判断有问题的芯片，然后更换严重缺陷的芯片。从而避免封装成组件后无法修复，只能降功率档和产品降级的遗憾。
39.本发明中，根据不同类型的芯片，会有不同的工艺参数，主要取决于cigs 芯片封装材料的区别；作为一种优选的实施方式，步骤二中热压的工艺参数为：温度130-170℃，压力为50-100kpa，加压时间为30-300s。为了让cigs芯片中的重金属元素不危害人员健康，在cigs芯片投入封装工序前，会使用一种高分子复合材料在芯片制作的最后一道工序进行预封装；不同的应用场景和不同的使用寿命要求会导致使用的预封装材料的不同，这也导致工艺的差异性；比如3 年质保，10年质保和25年质保使用的材料是不一样的，海洋环境和沙漠环境使用的材料也是差异巨大(重点防水汽，还是重点抗冷热疲劳)；军工产品和民用产品等等差异。
40.其中，热压可采用层压机进行热压，为了避免热压过冲中的压伤，热压芯片串的接触面设有柔性硅胶层。柔性硅胶层采用硅胶材料(柔软有弹性)，热压过程中，除了模拟层压机环境，也保护芯片表面以避免损伤。
41.作为一种可选的实施方式，步骤三中卷曲测试是依据光伏柔性组件的曲率半径设置适配的卷筒，并在卷筒的外表面设置柔性硅胶层，通过卷筒进行卷曲测试1-3次。实施时，卷曲测试可采用手动卷曲；也可采用自动卷曲装置实现自动化，在芯片串最左端使用带孔的真空吸附结构，可以实现抓住芯片串起始端，启动自动卷曲装置可以顺利完成卷曲。优选的，卷曲测试的过程中，使得芯片串的受光面朝内。cigs薄膜光伏组件受光面朝内的弯曲方式更加容易暴露膜层缺陷，其跟内应力有关，使用该方式更容易让层间粘接力差的位置提前暴露。卷曲针对的必须是芯片串，单独的芯片没办法进行卷曲，另外芯片串使用叠片技术，有些缺陷是在叠片后产生的相邻的两个芯片叠加区域，该区域厚度较厚，外部施加压力后容易发生膜层开裂，损伤等。
42.本发明中，卷筒可采用一个具有固定直径的卷筒，卷筒的直径依据柔性组件产品
进行设计曲率半径；便于模拟柔性组件的卷曲，提前暴露芯片缺陷。卷筒外表面包覆的柔性硅胶材料层可以有效保护芯片串的表面，避免造成较大的挤压损伤。对于长度超过1米的柔性组件直径：300mm-500mm；对于长度不超过1米的柔性组件直径：500mm-1000mm；具体选择参数根据质保要求和应用场景，主要考虑因素就是使用寿命和温度变化剧烈的环境因素。
43.本发明中，作为一种优选的实施方式，步骤四中对芯片串的检测是采用光源照射芯片串的受光面，识别芯片缺陷。识别芯片缺陷的方法采用人眼识别、红外检测装置识别或el检测装置进行检测识别。光源可采用卤素灯、氙灯等。使用光源(卤素灯、氙灯等)模拟太阳光，对芯片串受光面进行照射(3-5)秒，使用红外检测装置识别芯片缺陷，缺陷点电阻较大，容易发热被红外检测装置识别(或者人眼识别)。光源可以使用电源通电来代替，红外检测装置也可以使用el检测装置进行检测；相对而言，有些缺陷使用红外检测更加清晰。采用红外检测装置的目的是可以区分正常芯片和异常芯片的温度差异(温度的差异是电阻值的差异导致的)最核心的地方是能够识别温度的差异；比如，正常芯片的温度基本在40-70℃之间，有问题的芯片温度基本上会达到150℃以上；也有少数可以超过200℃，这种超温芯片会导致柔性组件外面的高分子材料熔化，形成绝缘失效，产生严重的风险。
44.作为一种可实施的操作方式，当识别出芯片串有缺陷，使用电源对电池串进行通电，手持红外检测装置扫描芯片串，将芯片识别后进行标记，然后更换芯片。
45.本发明还提供一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理系统，包括芯片串焊平台，所述预处理系统还包括用于暴露芯片缺陷的热压装置、用于测试芯片串以暴露芯片损伤的卷曲装置和用于对芯片串进行光照发电检测的芯片检测装置。芯片检测装置可采用红外热像仪。
46.为了便于实现芯片串的自动卷曲，通过真空吸附芯片串的一端作为芯片串的起始端，之后采用自动卷曲装置对芯片串进行卷曲。
47.下面通过具体的实例进行说明。
48.实施例
49.一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，具体包括如下步骤：
50.步骤一、对芯片串焊，芯片的串焊工艺采用现有工艺，此处不在过多螯述。
51.步骤二、对芯片串进行热压，用以暴露有缺陷的芯片；采用层压机进行热压，热压芯片串的接触面设有柔性硅胶层；热压的工艺参数为：温度150℃，压力为80kpa，加压时间为180s。
52.步骤三、对热压后的芯片串进行卷曲测试，用以暴露有损伤的芯片；具体是设置一个直径为300mm的卷筒(针对沙漠环境+质保25年使用的材料)，手动完成卷曲，通过模拟柔性组件的使用环境，暴露出有损伤的芯片，发现后，及时更换处理。
53.步骤四、联通芯片串的正负极引出端，通过光照让光伏芯片发电，通过红外检测装置识别和判断有问题的芯片，然后更换严重缺陷的芯片。从而避免封装成组件后无法修复，只能降功率档和产品降级的遗憾。本实施例中，红外检测装置采用型号为flir t911202的红外热像仪。
54.步骤五、对光伏柔性组件进行敷设。
55.步骤六、层压封装。
56.通过实际生产应用，采用此种预处理方法可以提前判断缺陷芯片，可以替换芯片
提升cigs光伏组件良率。
57.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
58.本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对芯片串焊；步骤二、对芯片串进行热压，用以暴露有缺陷的芯片；步骤三、对热压后的芯片串进行卷曲测试，用以暴露有损伤的芯片；步骤四、联通芯片串的正负极引出端，对芯片串进行光照发电检测，并根据检测结果判断芯片是否有缺陷。2.根据权利要求1所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述步骤二中热压的工艺参数为：温度130-170℃，压力为50-100kpa，加压时间为30-300s。3.根据权利要求1所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述步骤二中热压采用层压机进行热压，且热压芯片串的接触面设有柔性硅胶层。4.根据权利要求1所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述步骤三中卷曲测试是依据光伏柔性组件的曲率半径设置适配的卷筒，并在卷筒的外表面设置柔性硅胶层，通过卷筒进行卷曲测试1-3次。5.根据权利要求4所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述卷曲测试的过程中，使得芯片串的受光面朝内。6.根据权利要求1所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述步骤四中对芯片串的检测是采用光源照射芯片串的受光面，识别芯片缺陷。7.根据权利要求6所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述识别芯片缺陷的方法采用人眼识别、红外检测装置识别或el检测装置进行检测识别。8.根据权利要求6所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述光源包括卤素灯、氙灯。9.根据权利要求1所述改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法，其特征在于，所述预处理方法还包括对芯片串进行光照发电检测之后依次对光伏柔性组件进行敷设和层压封装的步骤。10.一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理系统，包括芯片串焊平台，其特征在于，所述预处理系统还包括用于暴露芯片缺陷的热压装置、用于测试芯片串以暴露芯片损伤的卷曲装置和用于对芯片串进行光照发电检测的芯片检测装置。
技术总结本发明涉及光伏柔性组件技术领域，具体涉及一种改善铜铟镓硒光伏柔性组件缺陷的预处理方法及系统，包括如下步骤：步骤一、对芯片串焊；步骤二、对芯片串进行热压，用以暴露有缺陷的芯片；步骤三、对热压后的芯片串进行卷曲测试，用以暴露有损伤的芯片；步骤四、联通芯片串的正负极引出端，对芯片串进行光照发电检测，并根据检测结果判断芯片是否有缺陷。本发明通过在光伏柔性组件敷设之前，依次增加热压、卷曲测试及芯片检测的工艺步骤，便于提前识别芯片的缺陷，避免出现封装成组件之后无法更换芯片的情况。片的情况。片的情况。
技术研发人员：连重炎 李涛 李娜 左胜 邓广义
受保护的技术使用者：宣城先进光伏技术有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
