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光伏組件的隐裂、識别及預防
發布時間:2018-4-24 19:20:31      點擊次數:2416

1. 什麽是“隐裂”

隐裂是晶體矽光伏組件的一種較爲常見的缺陷,通俗的講,就是一些肉眼不可見的細微破裂(micro-crack)。晶矽組件由于其自身晶體結構的特性,十分容易發生破裂。

在晶體矽組件生産的工藝流程中,許多環節都有可能造成電池片隐裂。隐裂産生的根本原因,可歸納爲矽片上産生了機械應力或熱應力。現在爲了降低成本,晶矽電池片向越來越薄的方向發展,降低了電池片防止機械破壞的能力,更容易産生隐裂。

2. “隐裂”對組件性能的影響

晶矽太陽能電池的結構如下圖所示,電池片産生的電流主要靠表面相互垂直的主栅線和細栅線收集和導出。因此,當隐裂(多爲平行于主栅線的隐裂)導緻細栅線斷裂時,電流将無法被有效輸送至主栅線,從而導緻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。

垂直于主栅線的隐裂幾乎不對細栅線造成影響,因此造成電池片失效的面積幾乎爲零。

而正處于快速發展的薄膜太陽能電池,由于其材料、結構特性,不存在隐裂的問題。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%以内,則對組件的功率影響不大,并且組件中2/3的斜條紋隐裂對組件的功率沒有影響。所以說,雖然隐裂是晶矽電池常見的問題,但也不必過度擔心。

3. 識别“隐裂”的方法

EL(Electroluminescence,電緻發光)是一種太陽能電池或組件的内部缺陷檢測設備,是簡單有效的檢測隐裂的方法。利用晶體矽的電緻發光原理,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、結果直觀形象等優點。下圖即是EL的檢測結果,清晰的顯示了各種缺陷和隐裂。

4. 形成“隐裂”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,當參數設置不當、設備故障或操作不當時會造成隐裂。

高溫:電池片在低溫下沒有經過預熱,然後在短時間内突然受到高溫後出現膨脹會造成隐裂現象,如焊接溫度過高、層壓溫度等參數設置不合理。

原材料:原材料的缺陷也是導緻隐裂的主要因素之一。

5. 預防光伏組件隐裂的要點

在生産過程中以及後續的存放、運輸、安裝中避免電池片受到不當的外力介入,也注意儲存環境溫度變化範圍。

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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