光伏电站组件存在的质量问题分析及探讨

光伏电站组件存在的质量问题分析及探讨聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen组件简介聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen太阳能组件封装结构图封装结构图电池片玻璃聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen主要材料基本作用1、电池片太阳能电池片是通过光电效应直接把光能转化成电能的最小发电装置，为了获得较高的电压，我们需要将电池片串联成组件，是光伏组件发电的最重要的元件，电池片单片功率直接决定组件的输出功率和效率。电池片功率：单片效率*面积（cm2）/1000组件功率：片数*单片功率×CTM组件的效率：组件功率（w）/组件面积（m2）×1000聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、EVA（乙烯—醋酸乙烯的共聚物）EVA是一种热融胶粘剂，经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，是目前晶体硅太阳能主要使用的胶粘剂。交联度范围：70-90%粘接强度：与玻璃40N/cm,与背板20N/cm主要作用如下：•封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响。•增强组件的透光性。•将电池片，钢化玻璃，背板粘接在一起，具有一定的粘接强度。主要供应商有：福斯特、斯威克、海优威聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、背板太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐湿热性、抗紫外等特点。一般具有三层结构（PVF/PET/PVF）主要作用如下：•外层含氟层具有良好的抗环境侵蚀能力；•中间层PET具有良好的绝缘性能和机械性能；•内层和EVA具有良好的粘接性能。现在背板的结构分为：TPT、TPE、PET、AAA（T泛指含氟层）背板主要制作工艺：复合和涂覆主要合作厂家：伊索、台虹、SFC、乐凯聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、涂锡铜带涂锡铜带包括互连条和汇流条，主要作用是在组件内部连接若干电池片，形成一定的电流和电压，并将组件功率向外输出的载体。涂锡铜带的焊接质量决定了接触电阻的大小。直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。互连条尺寸：0.2×1.6、0.18×1.5、0.2×2汇流条尺寸：0.2×6、0.2×5、0.35×5聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、钢化玻璃又称超白低铁钢化玻璃，由于太阳能组件要求玻璃的透过率较高，所以透光率成为钢化玻璃的重要指标。主要作用：1）是利用其高的透射率为电池片提供光能，2）是利用其良好的物理性能为太阳能电池组件良好的机械性能，并且保护组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、耐腐蚀性能透光率：91.6%（镀膜钢化玻璃93~94%）。主要供应厂家：海达、福莱特、华美聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、接线盒光伏组件接线盒主要由盒体、线缆、连接器组成，主要功能是连接并保护太阳能光伏组件，同时将光伏组件产生的电流传导出来供用户使用。作用如下：1）将组件内部电路和外部连接2）二极管具有保护电路。3）防尘防水（IP等级）的作用注：一般防护等级为IP65，最高可达IP67主要厂家：中环、通灵、创源、朗日聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、硅胶光伏组件专用密封胶是中性单组分有机硅密封胶，要具有不腐蚀金属和环保的特点。分为单组份和双组份两种硅胶，单组份一般用于边框密封，双组份一般用于接线盒密封。硅胶的作用1.密封绝缘玻璃和太阳能电池板；2.防水防潮；3.粘结组件和铝边框、保护组件减少外力的冲击。主要供应厂家：道康宁、天山、回天、天永诚聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、铝边框组件所使用的铝边框要具有良好的抗氧化、耐腐蚀等性能。一般太阳能组件所使用的边框分为阳极氧化、喷砂氧化和电泳氧化三种。铝型材对太阳能电池组件的作用：1、保护玻璃边缘2、提高组件的整体机械强度3、结合硅胶增强了组件的密封度4、便于组件的安装和运输聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen安装运输将非常困难耐候性能差，衰减将会非常迅速电极暴露在空气中非常容易氧化厚度越来越薄目前180um居多（100um）工作电压低仅0.5V左右，单片功率低硅太阳电池为什么制造组件？因此,电池片需要做成组件后才可以使用!聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen组件EL测试图片EL测试的作用：1）发现隐裂、碎片、缺角等不良2）发现虚焊、过焊不良3）发现混档、漏电流、烧结不良电池片关键步骤-EL检测聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、耐压测试测试边框与内部带电体(电池片、焊带等)之间在高压作用下是否会发生漏电导通而造成危险每秒500v增加电压测试包括耐压、绝缘、接地连续性、组件功率测试聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen∞电流类型测试电压电阻上限电阻下限缓升时间直流100040MΩ·m22S绝缘电阻测试2、绝缘测试测试边框与内部带电体(电池片、焊带等)之间在高压作用下是否会发生漏电导通而造成危险每秒500v增加电压测试聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、接地连续性测试测试边框与地之间的电阻,以确定边框接地性能是否良好聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、功率测试组件测试：测试的目的是对电池组件的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。标准测试条件由以下三个组成：1）光谱分布：AM1.52）测试温度：25℃3）光强：1000W/m2聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen（填充因子）：能直观反映电池组件功率输出能力FF=Vmp×Imp/Voc×Isc聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen组件的机械载荷实验目的确定组件经受风、雪或覆冰等静态载荷的能力。方法：1.组件正面逐渐加负荷到2400pa，持续一小时，背面加负荷到2400pa，持续一小时。2.上述实验连续重复三次。注：2400pa相当于130km·h-1风速的压力。若要试验组件承受冰和雪重压的能力，则本试验最后一次循环，加于组件前表面的负荷应从2400Pa增至5400Pa。合格要求：—在试验过程中无间歇断路现象；—无严重外观缺陷；—标准测试条件下最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；—绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen组件PID潜在（电势）诱导衰减（PID）：组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使电池片表面钝化效果恶化，导致FF、Isc、Voc降低，使组件性能低于设计标准。组件在负偏压下都有PID风险。组件外观无缺陷；组件EL测试部分区域发暗组件电性能参数下降，如功率、开路电压、短路电流等参数均低于组件出厂时的参数。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen背景介绍潜在电势诱导衰减（Potential-induceddegradation）最早是Sunpower在2005年发现的，组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，这样电池片正表面钝化效果减弱，导致电池片Uoc、FF等降低，电池、组件功率衰减；公司多个电站也相继发现PID现象，经过测试，异常组件串均表现出一致趋势，即电站负极端组件Uoc异常，最低0.2v,基本无电压输出，而正极端组件Uoc、Isc和旁路二极管均正常。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、光伏电站正向偏压下会导致带正电的载流子穿过玻璃，通过接地边框流向地面，使得在电池片表面剩下带负电的载流子，导致电池性能衰减；2、PN结的性能衰减:当电站组件处于负偏压下，电池效率会出现衰减，这种衰减是目前电站发现最主要的PID衰减模式；3、金属电极腐蚀和大量金属离子迁移现象：空气湿度较大导致金属电极氧化或被腐蚀。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen原理示意图当组件对地为负电压时，组件边框相对于电池片表面产生电场。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen测试示意图测试条件判定标准温度（℃）85EL下无不良、发黑等现象湿度（%）85时间（h）96功率衰减＜5%电压（v）-1000聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen、外部原因：高温、潮湿的环境更容易导致PID现象发生，有关文献介绍，上午太阳初升后一段时间里，往往是PID效应相对严重的时间，原因是电站组件经历一个不发电的夜晚后，表面都有凝露现象；2、内部原因：电池（硅片的电阻率、方阻、氮化硅薄膜折射率）、组件（EVA材料电阻率、玻璃材料）、电站（逆变器类型和接地方式、组件在电站中的位置）三方面原因。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen组件可逆恢复：德国Solon实验室通过正向1000v电压50-100小时，组件PID现象逐渐减小，直至为O。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen改善措施对组件方面的改善：1.改进电池片减反射层工艺（氧化工艺）2.采用高体积电阻率的封装材料。电池生产车间的臭氧发生器聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen现象电站方面的改进：1.使用PID修复设备对产生PID的组件进行修复。2.逆变器负极接地。太阳能电站PID修复设备聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreen