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光伏組件的隱裂、識別及預防
發(fā)布時間:2018-4-24 19:20:31      點擊次數(shù):2565

1. 什么是“隱裂”

隱裂是晶體硅光伏組件的一種較為常見的缺陷,通俗的講,就是一些肉眼不可見的細微破裂(micro-crack)。晶硅組件由于其自身晶體結(jié)構(gòu)的特性,十分容易發(fā)生破裂。

在晶體硅組件生產(chǎn)的工藝流程中,許多環(huán)節(jié)都有可能造成電池片隱裂。隱裂產(chǎn)生的根本原因,可歸納為硅片上產(chǎn)生了機械應力或熱應力?,F(xiàn)在為了降低成本,晶硅電池片向越來越薄的方向發(fā)展,降低了電池片防止機械破壞的能力,更容易產(chǎn)生隱裂。

2. “隱裂”對組件性能的影響

晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示,電池片產(chǎn)生的電流主要靠表面相互垂直的主柵線和細柵線收集和導出。因此,當隱裂(多為平行于主柵線的隱裂)導致細柵線斷裂時,電流將無法被有效輸送至主柵線,從而導致電池片部分乃至整片失效,還可能造成碎片、熱斑等,同時引起組件的功率衰減。

垂直于主柵線的隱裂幾乎不對細柵線造成影響,因此造成電池片失效的面積幾乎為零。

而正處于快速發(fā)展的薄膜太陽能電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)特性,不存在隱裂的問題。同時其表面通過一層透明導電薄膜收集和傳輸電流,即使電池片有小的瑕疵造成導電膜破裂,也不會造成電池大面積失效。

有研究顯示,組件中如果某個電池的失效面積在8%以內(nèi),則對組件的功率影響不大,并且組件中2/3的斜條紋隱裂對組件的功率沒有影響。所以說,雖然隱裂是晶硅電池常見的問題,但也不必過度擔心。

3. 識別“隱裂”的方法

EL(Electroluminescence,電致發(fā)光)是一種太陽能電池或組件的內(nèi)部缺陷檢測設備,是簡單有效的檢測隱裂的方法。利用晶體硅的電致發(fā)光原理,通過高分辨率的紅外相機拍攝組件的近紅外圖像,獲取并判定組件的缺陷。具有靈敏度高、檢測速度快、結(jié)果直觀形象等優(yōu)點。下圖即是EL的檢測結(jié)果,清晰的顯示了各種缺陷和隱裂。

4. 形成“隱裂”的原因

外力:電池片在焊接、層壓、裝框或搬運、安裝、施工等過程中會受外力,當參數(shù)設置不當、設備故障或操作不當時會造成隱裂。

高溫:電池片在低溫下沒有經(jīng)過預熱,然后在短時間內(nèi)突然受到高溫后出現(xiàn)膨脹會造成隱裂現(xiàn)象,如焊接溫度過高、層壓溫度等參數(shù)設置不合理。

原材料:原材料的缺陷也是導致隱裂的主要因素之一。

5. 預防光伏組件隱裂的要點

在生產(chǎn)過程中以及后續(xù)的存放、運輸、安裝中避免電池片受到不當?shù)耐饬槿耄沧⒁鈨Υ姝h(huán)境溫度變化范圍。

在焊接過程中電池片要提前保溫(手焊)烙鐵溫度要符合要求。


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