組件原輔料系列總結

鋁邊框

緒論

太陽能組件使用鋁合金邊框作為最終的封裝材料，與有機硅膠結合，將電池片，玻璃等原輔料封裝保護起來，使得組件的各項性能得到有效提高，能夠經受住不同環境的考驗。鋁邊框在設計過程中考慮到了組件的自重、風載荷、雪載荷及其他活載荷的因素，使其機械強度足以支持組件長期工作。同時，由于有鋁邊框及硅膠的存在，鋼化玻璃得到了更好的保護，運輸過程更方便安全。

一、功能

鋁邊框與有機硅膠結合，將電池片、玻璃、背板等原輔料封裝保護起來，使得組件得到有效保護，同時由于鋁邊框的保護，組件在運輸、移動過程中更加安全和方便。

1.1、保護

鋁邊框的保護功能主要體現在一下幾個方面：

1.機械保護。組件原輔料中，鋼化玻璃受力不均勻容易產生爆碎，鋁邊框機械強度高，與有機硅膠結合，可以緩沖外力沖擊，承受較大的外力，有效保護鋼化玻璃及其封裝的電池片。

2.絕緣保護。組件工作環境各不相同，有可能會遇到雷雨天氣，由于組件暴漏在環境中，使得組件位置相對突出，容易被閃電擊中。鋁邊框表面經過陽極氧化工藝處理，有一層致密的氧化膜，其不但有較高的耐磨性，還有非常優異的絕緣性，可以有效提高整個組件的耐壓性能，有效保護組件內部脆弱的電池片。

另外，鋁邊框有效地保護著組件，同時由于其機械強度較高，在搬運及裝箱運輸過程中，更加方便更加安全。

1.2、密封

鋁邊框的密封功能是通過與有機硅膠的結合使用來完成的。有機硅膠將鋁邊框和層壓件粘合在一起，將整個組件構成一個整體，既能使鋁邊框提供其保護功能，又能有效地緩沖機械沖擊。

二、分類

2.1、用途 按用途可以分為以下幾類：

1. 門窗的建筑用門窗鋁型材（分為門窗和幕墻二種）。

2. CPU散熱器的專用散熱器鋁型材。

3. 鋁合金貨架鋁型材,他們的區別在于截面形狀的不同.但都是通過熱熔擠壓生產出來的。

4.工業鋁型材：主要用于自動化機械設備、封罩的骨架以及各公司根據自己的機械設備要求定制開模，比如流水線輸送帶、提升機、點膠機、檢測設備等等，電子機械行業和無塵室用得居多!

2.2、成分

按合金成分類可分為1024、2011、6063、6061、6082、7075等合金牌號鋁型材，其中6系的最為常見。不同的牌號區別在于各種金屬成分的配比是不一樣的，除了常用的門窗鋁型材如60系列、70系列、80系列、90系列、幕墻系列等建筑鋁型材之外，工業鋁型材沒有明確的型號區分，大多數生產廠都是按照客戶的實際圖紙加工的。 太陽能組件用的鋁邊框是經過特殊設計的，對于鋁邊框的機械強度，絕緣性，隔熱性等都經過精確地計算，已達到滿足實際使用的要求。

2.3、表面處理

按表面處理要求分類： 1. 陽極氧化鋁材 2. 電泳涂裝鋁材 3. 粉末噴涂鋁材 4. 木紋轉印鋁材；5. 刨光鋁材(分為機械刨光與化學拋光二種，其中化學拋光成本最高，價格也最貴)

三、成分

鋁邊框的成分主要為內部鋁合金基材及其表面的氧化鋁薄膜，下面分別介紹這兩部分。

3.1、鋁基材

太陽能組件用的鋁合金基材的合金配方是經過特殊設計后搭配的，主要考慮到鋁邊框所承擔的各種載荷情況，添加不同的元素，是鋁合金基材的性能發生相應的變化。一般而言，其成分為：

3.2、氧化膜

為了克服鋁合金表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷，擴大應用范圍，延長使用壽命，表面處理技術成為鋁合金使用中不可缺少的一環，而陽極氧化技術是目前應用最廣且最成功的方法。

陽極氧化工藝是這樣進行的：

將鋁合金的制件作為陽極置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性 、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。

鋁合金表面上形成氧化鋁薄層，其厚度為5～20微米，硬質陽極氧化膜可達60～200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達250～500千克／平方毫米，良好的耐熱性，硬質陽極氧化膜熔點高達2320K ，優良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達2000V，增強了抗腐蝕性能，在ω＝0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。

氧化膜是無色透明的，利用封孔前氧化膜的強吸附性，在膜孔內吸附沉積一些金屬鹽，可使型材外表顯現本色（銀白色）以外的許多顏色，如：黑色、古銅色、金黃色及不銹鋼色等。

五、生產工藝

1、熔鑄是鋁材生產的首道工序。主要過程為：

（1）配料：根據需要生產的具體合金牌號，計算出各種合金成分的添加量，合理搭配各種原材料。

（2）熔煉：將配好的原材料按工藝要求加入熔煉爐內熔化，并通過除氣、除渣精煉手段將熔體內的雜渣、氣體有效除去。

（3）鑄造：熔煉好的鋁液在一定的鑄造工藝條件下，通過深井鑄造系統，冷卻鑄造成各種規格的圓鑄棒。

2、擠壓：擠壓是型材成形的手段。先根據型材產品斷面設計、制造出模具，利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形。常用的牌號6063合金，在擠壓時還用一個風冷淬火過程及其后的人工時效過程，以完成熱處理強化。不同牌號的可熱處理強化合金，其熱處理制度不同。

3、上色 (此處先主要講氧化的過程)

氧化：擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強，須通過陽極氧化進行表面處理以增加鋁材的抗蝕性、耐磨性及外表的美觀度。

其主要過程為：

（1）表面預處理：用化學或物理的方法對型材表面進行清洗，裸露出純凈的基體，以利于獲得完整、致密的人工氧化膜。還可以通過機械手段獲得鏡面或無光（亞光）表面。

（2）陽極氧化：經表面預處理的型材，在一定的工藝條件下，基體表面發生陽極氧化，生成一層致密、多孔、強吸附力的AL203膜層。

（3）封孔：將陽極氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防污染、抗蝕和耐磨性能增強。氧化膜是無色透明的，利用封孔前氧化膜的強吸附性，在膜孔內吸附沉積一些金屬鹽，可使型材外表顯現本色（銀白色）以外的許多顏色，如：黑色、古銅色、金黃色及不銹鋼色等。

六、特點

鋁合金邊框的特點主要由其表面的氧化物薄膜來體現。

（1） 耐蝕性。膜厚及封孔質量直接影響使用性能。

（2） 硬度和耐磨性?；w硬度為HV100，普通陽極氧化膜可達HV300，而硬質膜則可達HV500，硬度和耐磨性是一致的。

（3） 裝飾性。既保持金屬的光澤和質感，又可以染色成豐富多彩的彩色。

（4） 有機涂層和電鍍層附著性?？捎行岣弑砻鎸拥母街湍臀g性。 （5） 電絕緣性。鋁是良導電體，而氧化膜則是高電阻的絕緣膜。絕緣擊穿電壓可達30~200V/um，室溫體積電阻率為：109?/cm3，250℃時可達1013?/cm3

（6） 透明性。鋁純度越高，氧化膜透明度越高。

（7）功能性。利用氧化膜的多孔性，可在微孔中沉積功能性微粒，得到功能性材料。

七、注意事項

7.1、運輸

包裝材料主要有紙類、木材類、金屬類、復合材料類、麻類等。所有包裝材料應符合環保要求，并可回收、再生或講解處理。

與鋁材直接接觸的包裝材料的水溶性應呈中性或弱酸性，其中紙張的含水率≤10%，木材的含水率≤20%。

鋁邊框應該是這樣包裝：在型材表面貼一層保護塑料薄膜，外面再包一層塑料泡沫防止碰撞。

7.2、使用

1.檢驗邊框時保證工作臺面整潔無其他物品，防止邊框劃傷。

2.注膠時，保證將硅膠注入邊框溝槽內的中間位置，保持組件兩面同時溢膠，隨時檢查工作臺面，防止將硅膠粘在邊框外面，造成二次污染。

3.安裝螺釘時不要用力過大，以免造成邊框損壞或螺釘斷裂在螺孔內。