晶体硅组件认证测试失败机理探讨与分析.

2019/12/25Acceleratedtestingandinternationalaccess,SNEC,Shanghai,China1晶体硅组件认证测试失败机理探讨与分析AngellaXu(须婷婷)Email：[e-mail]:18616332955Shanghai,May21,2012TÜVNORD,makingourworldsafer!TÜV®2目录Contents1．晶体硅组件的技术参数分析…………………………………………………042．IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析…………………………………………………073．TUV的发展历史及TUVNORD主要业务介绍…………………………………………………213晶体硅组件的技术参数分析一、安全性能（这是我们最关注的，最基本的性能。大家不难发现IEC61730-1部分的结构性要求均是针对组件的安全性能的，而整个-2部分的测试及评判标准均是安全性能）性能对应IEC61730测试项目实际应用中的风险可能的原因备注耐电压能力MST11无障碍试验MST12剪切试验MST13接地连续性试验MST14脉冲电压试验MST16绝缘耐压试验MST17湿漏电流试验MST42引线端子强度试验1.外部带电体带电风险2.雷击风险3.系统电压超标风险1.结构设计不合理2.原材料选择不合适3.产品生产及安装过程防火能力MST21温度试验MST22热斑试验MST23防火试验MST25旁路二极管热试验MST26反向过电流试验1.产品本身的着火风险2.外界着火后的蔓延风险1.电池片、接线盒、背板等主要材料选择不合理耐机械应力能力MST32组件破损量试验MST34机械载荷试验1.风压、雪压等导致的破损2.外界撞击导致的破损1.钢化玻璃强度不够或颗粒度过高2.型材强度不够或结构不合理结构性实验MST15局部放电试验MST33导线管弯曲试验MST44可敲落的孔口盖试验线缆开裂，零部件掉落等原材料选择及生产过程控制不足晶体硅组件的技术参数分析二、耐气候性能性能对应IEC61215测试项目实际应用中的风险可能的原因备注耐高温高湿能力10.13湿-热试验在赤道等低纬度地区长期使用的风险1.EVA交联度不足，剥离强度不足2.EVA品牌耐水解能力不足3.背板材料耐水解能力不足及透水率偏高4.接线盒密封能力及耐候能力不足耐高低温交变能力10.12湿-冻试验10.11热循环试验在昼夜温差大的地区长期使用的风险1.EVA交联度不足，剥离强度不足2.EVA品牌耐水解能力不足3.接线盒密封能力不足4.焊接不好及焊带拉伸强度不高耐紫外能力10.10紫外预处理试验在高海拔地区长期使用的风险1.EVA耐紫外能力不足或未充分交联2.背板材料的耐紫外能力不足抗撞击能力10.17冰雹试验戈壁地区使用的风险及对外来撞击的耐受能力不足的风险1.钢化玻璃强度不够或者颗粒度过高晶体硅组件的技术参数分析三、电性能性能对应IEC61215测试项目实际应用中的风险可能的原因备注STC电性能10.2最大功率确定1.客户投诉，功率不足1.标准板选用2.测试设备稳定性及准确度3.初期衰减过快4.生产过程中的测试控制不足实际发电能力10.5电池标称工作温度的测量10.6标准测试条件和标称工作温度下的性能1.客户投诉，功率不足1.电池工作温度过高2.电池片抗衰减能力不够3.背板/EVA等材料的开紫外等耐候性不足4.焊带选用不合理低辐照度下的发电能力10.7低辐照度下的性能1.客户投诉，功率不足1.电池填充因子偏低户外抗衰减能力10.8室外曝露试验1.客户投诉，功率不足2.衰减不一致导致工程串接不一致3.造成热斑1.硅片CO含量或者金属等杂质偏高2.组件原材料耐候性能不足3.焊带等原材料规格不合理6IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析36%28%23%8%3%2%中国大陆送检组件失败比率统计HOTSPOTHUMIDITYFREEZEDAMPHEATTHERMALCYCLING200ROBUSTNESSOFTERMINATIONSWETLEAKAGE备注：部分数据来源于其他第三方研究机构，仅供参考！7IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Hot-Spotendurancetest/热斑耐久测试可能造成的缺陷8IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Hot-Spotendurancetest/热斑耐久测试原理分析：9IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Hot-Spotendurancetest/热斑耐久测试对于晶体硅组件，热斑现象不可避免。该项测试主要验证组件本身发生热斑现象时的自我保护能力以及耐受热斑的能力。对于组件生产商，首先要做到尽可能降低组件本身产生热斑现象的几率。同时，提升产品本身耐受热斑的能力。10IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析产品本身热斑现象产生的几率降低解决方案：1.提高电池片串接一致性（包含电池片各项参数的一致性、电池片生产商的更细致分选以及组件生产商的一致性控制）；2.焊带的选择（这还关系到实际输出功率的大小）；3.提升焊接质量；11IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析产品本身耐受热斑的能力提升的解决方案：1.接线盒的选择是关键，其中使用的二极管则是关键中的关键（结温，正向导通电压，反向漏电流以及核定导通电流等参数）；2.尤其注意电池片逆电流（目前的行业规范不够严苛，我们则建议在15V，0.5A以内，实际上当电池生产批量出现超出此范围的现象时，已经预示着这条线不稳定，需要检修了）；3.EVA交联度的保证和背板材料的耐高温能力-RTI值；4.电池片背铝及背银的附着能力以及焊接后的洁净度控制；12IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Humidityfreezetest/湿冻测试Monitorcontinuityoftheinternalcircuit监控内部电路的连续性13IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Humidityfreezetest/湿冻测试可能造成的缺陷14IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Dampheattest/湿热测试可能造成的缺陷15IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析Dampheattest/湿热测试可能造成的缺陷16IEC61215及IEC61730测试典型案例失败机理分析Thermalcycling200/冷热循环200可能造成的缺陷17IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析首先，出现以上的部分情况并非一定会失败。在这里，轻微的脱层以及气泡是允许的，主要评判还是IEC61215的严重外观缺陷以及湿绝缘测试情况。其次，之所以把这三项测试放在一起探讨，主要因为其发生的一切均与EVA有或多或少的联系，注意事项如出一辙。18IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析建议注意以下方面：1.产品设计要严格执行IEC61730-1标准的基础上适当加严，一味的缩小版型降低成本会大大提升产品的风险成本，另外还会降低一次成型率，得不偿失；2.原材料的选用非常重要，尤其是EVA（耐水解能力、交联后的伸缩率）；3.EVA交联度我们建议偏高一些，比方说85%左右；4.EVA交联度的均匀度要尽可能好，测定时的选样位置特别重要；5.硅胶应选择耐水解能力强，拉伸率偏高的厂家；6.接线盒的密封性能至关重要，而对于厂家回料使用的比率应该特别关注；19IEC61215及IEC61730测试失败机理探讨与分析ROBUSTNESSOFTERMINATIONS/引线端强度测试1.接线盒的选择需要注意，尤其注意线缆与盒体连接处的扭矩，但如果扭矩过大则会造成线缆外皮破损，导致脉冲电压测试失败。2.硅胶的耐候性能尤其耐水解能力显得格外重要。WETLEAKAGE/湿漏电测试在每一组测试前后均有湿漏电测试，通常情况下，测试后的湿漏电失败率较高。这主要与以下几个方面有关：1.组件的结构设计不合理。2.EVA交联度不够或者耐水解能力不强。3.材料选择不合理，背板、接线盒及硅胶的耐水解能力或者密封性能不足。TÜVNORDisaGermanCompany.是一家德国公司。T：Technischer；技术Ü：Überwachungs；监督V：Verein；协会2019/12/2520Competence–withbroadexpertise,neutralandindependent能力–有广泛的专业技术，中立、独立International–locatedthroughouttheworld国际性–遍及整个世界Yourpartner–thankstocustomerorientation,comprehensiveserviceandreliableexpertservice您的合作伙伴–以客户为导向，提供全面和可靠的专业服务TÜV®TUV的发展历史及TUVNORD主要业务介绍Foundationoftheassociations协会的成立:TÜVNorde.V.成立于1869年RWTÜVe.V.成立于1872年TÜVHannover/Sachsen-Anhalte.V.成立于1873年FoundationofTÜVNORDGroupTÜVNORD集团成立于2004年Numberofemployees全球员工人数超过8,400人Turnoverin2008营业年收入超过8.3亿欧元(2008年)2019/12/2521EstablishmentofTÜV:1869:TÜVNorde.V.1872:RWTÜVe.V.1873:TÜVHannover/Sachsen-Anhalte.V.EstablishmentofTÜVNORD:2004EmployeesMorethan10,000Salesin2010:1200million€TUV的发展历史及TUVNORD主要业务介绍TÜVNORD在德国2019/12/2522TheheadquartersofTÜVNORDislocatedinHanoverian;theheadquartersofInternationalbusinesslocatedinEssenTÜVNORD的总部在德国的汉诺威；国际业务总部在鲁尔Ruhr工业区—埃森市汉诺威埃森TÜVNORD集团TUV的发展历史及TUVNORD主要业务介绍25/12/2019IHRTEXT23Ourareasofwork涉及行业Steamboilers蒸汽锅炉Mining矿业Conveyorsystems输送系统Electricalsystems电气系统Pressurevessels压力容器Materials材料Motorvehicles汽车Welding焊接Drivinglicenceexaminations驾驶执照考试Piping管道Tankfarms&storagetanks油库及储罐On-sitesupervision现场监督Noisecontrol噪音控制ConventionalpowergenerationNuclearenergy核能Education教育/培训Occupationalsafety职业安全Occupationalmedicine职业医学Radiationprotection辐射防护Microelectronics微电子Waterprotection水资源保护Medicaldevices医疗设备Biotechnology生物技术Qualityassurance质量保证Informationtechnology信息技术Telecommunications电信、通讯Certification认证Environmentalimpactassessment环境影响评估