太陽能電池組件介紹課件

---組件原材料的介紹

---組件檢驗方法的詳盡說明

---光伏電站中常見的組件質(zhì)量問題太陽能電池組件介紹

目錄一.組件的定義與簡介……………3二.原材料概述……………………5三.組件檢驗方法概述……………55四.光伏電站中常見的組件質(zhì)量問題……………882一.組件的定義及簡介單體的太陽電池片不能直接作為電源使用,原因如下:單體電池片脆而薄,非常容易破碎。電池片的電極在空氣中容易被氧化腐蝕，大大降低發(fā)電功率。單片電池片的工作電壓一般在0.5V左右,遠(yuǎn)不能滿足一般用電設(shè)備的電壓要求。★因此,電池片需要做成組件后才可以使用!什么是組件???3◆太陽能電池片

◆鋼化玻璃

◆EVA

◆TPT

◆涂錫銅帶

◆鋁合金邊框

◆接線盒

◆硅膠

二.原材料概述5可以有效吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)化成電能的半導(dǎo)體部件。用半導(dǎo)體硅﹑硒等材料將太陽的光能變成電能的器件。具有可靠性高﹐壽命長﹐轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點。在現(xiàn)在的太陽能電池片中，以硅半導(dǎo)體材料為主，其中又以單晶硅電池片和多晶硅電池片為代表。由于其原材料的廣泛性，較高的轉(zhuǎn)換效率和可靠性，被市場廣泛接受。1.太陽能電池片6

單晶硅電池片分類國內(nèi)常用的太陽能晶硅電池片根據(jù)尺寸和單多晶可分為：

1.單晶125*125(mm)2.單晶156*156(mm)3.多晶156*156(mm)9常見的電池片不良現(xiàn)象

封裝組件操作過程中常見的電池片的若干種狀態(tài)

第一種狀態(tài)：電池片碎裂第二種狀態(tài)：電池片缺口小的電池片缺口，影響組件外觀,嚴(yán)重的電池片缺口會造成電池片碎裂不論是何種電池組件，都是不允許電池組件中電池片表面存在碎裂10

第三種狀態(tài)：電池片表面針孔不論是何種電池組件，都是不允許電池組件中電池片表面存在針孔第四種狀態(tài)：電池片表面色班電池片色斑影響組件的整體外觀11

第七種狀態(tài)：電池片表面異物第八種狀態(tài)：電池片表面大小差異不論是何種電池組件，都是不允許電池組件中電池片表面存在具有導(dǎo)電性的異物一般該種狀態(tài)不會影響到電池組件的工作性能，但是會在很大程度上影響到電池組件的外觀13

第十二種狀態(tài)：背電極處缺失良品缺失處面積要小于等于背電極總面積的1/4，大于1/4為不良品，會影響電池片的單片功率。不良品14

第十三種狀態(tài)：斷柵第十四種狀態(tài)：V型缺角不論是何種電池組件，都是不允許電池組件中存在V型缺角輕微的斷柵影響組件整體外觀，嚴(yán)重的斷柵會降低電池片單片功率15鋼化玻璃17原材料不良對組件的影響1.玻璃鋼化不良導(dǎo)致組件自爆18原材料不良對組件的影響2.玻璃劃傷導(dǎo)致組件外觀不合格19

晶體硅太陽電池封粘材料是EVA，它是乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物，化學(xué)式結(jié)構(gòu)如下：（CH2—CH2）m—（CH—CH2）n|O|O=C—CH2

3.EVA21EVA是一種熱融膠粘劑，常溫下無粘性而具抗粘性，以便操作，經(jīng)過一定條件熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化，并變的完全透明，長期的實踐證明：它在太陽電池封裝與戶外使用均獲得相當(dāng)滿意的效果。EVA221.封裝電池片，防止外界環(huán)境對電池片的電性能造成影響。2.增強(qiáng)組件的透光性。3.將電池片，鋼化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接強(qiáng)度。EVA功能介紹23原材料不良對組件的影響2.EVA受潮導(dǎo)致組件內(nèi)出現(xiàn)氣泡25原材料不良對組件的影響3.EVA收縮率太高導(dǎo)致電池片碰片（組件固化環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)）26白色TPT的優(yōu)點

太陽電池的背面覆蓋物—TPT通常為白色，白色TPT能對陽光起反射作用，使組件的轉(zhuǎn)換效率略有提高，并且白色TPT具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當(dāng)然，TPT首先應(yīng)當(dāng)具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。最后對于白色背板TPT，還有一種效果就是對入射到組件內(nèi)部的光進(jìn)行散射，從而提高組件吸收光的效率。29原材料不良對組件的影響1.TPT粘接強(qiáng)度不夠引起的脫層30原材料不良對組件的影響2.TPT劃傷導(dǎo)致組件外觀不良31原材料不良對組件的影響3.TPT耐老化不合格導(dǎo)致變色32

涂錫銅合金帶，簡稱涂錫銅帶或涂錫帶，主要分含鉛和無鉛兩種。其中無鉛涂錫帶因其良好的焊接性能和無毒性，是涂錫帶發(fā)展的方向。無鉛涂錫帶是由導(dǎo)電優(yōu)良、加工延展性優(yōu)良的專用銅及錫合金涂層復(fù)合而成。涂錫銅帶是光伏組件焊接過程中的重要原材料，銅帶質(zhì)量的好壞將直接影響到光伏組件電流的收集效率，對光伏組件的功率影響很大。5.涂錫銅帶33涂錫銅帶根據(jù)用途分為匯流條和互連條。其中互聯(lián)條主要應(yīng)用于電池片的焊接與串接，匯流條主要應(yīng)用于電池串的串聯(lián)與固定。34

互聯(lián)條

匯流條涂錫銅帶的特性：

1可焊性好；2抗腐蝕性能好；3在-40℃至+100℃的熱幅情況下（與組件使用環(huán)境

同步長期工作不會脫落。37原材料不良對組件的影響1.可焊性差導(dǎo)致電池片虛焊（圖中虛焊部位能挑起來）38原材料不良對組件的影響2.互聯(lián)條彎曲容易導(dǎo)致電池片碎片（層壓時抵在電池片上相當(dāng)于異物受壓抵碎電池片）39原材料不良對組件的影響3.電阻過大導(dǎo)致組件功率偏低40

為保證太陽能電池組件長達(dá)15年以上的使用壽命，組件使用的鋁合金邊框為表面經(jīng)過鈍化處理的邊框。表面鈍化處理通常為“陽極氧化”，其中表面氧化層厚度>12μm。目前組件的鋁邊框平均氧化層處理厚度為15μm±2μm。

6.鋁合金邊框41陽極氧化：也即金屬或合金的電化學(xué)氧化，是將金屬或合金的制件作為陽極，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(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強(qiáng)耐磨性及硬度，保護(hù)金屬表面等。42原材料不良對組件的影響1.鋁邊框長度不規(guī)則導(dǎo)致組框后縫隙大43原材料不良對組件的影響2.鋁邊框硬度不夠?qū)е陆M件墜落44原材料不良對組件的影響3.鋁邊框磕傷導(dǎo)致外觀不良45

一般組件的正、負(fù)極從TPT引出后需要一個專門的接線盒來實現(xiàn)與負(fù)載的連接運行。接線盒由ABS或PPO工程塑料注塑制成，并加有防老化和抗紫外輻射劑，能確保組件在室外使用15年以上不出現(xiàn)老化破裂現(xiàn)象。接線柱應(yīng)由外鍍鎳層的高導(dǎo)電解銅制成，能確保電能導(dǎo)通及電氣連接的可靠。

7.接線盒46接線盒47接線盒的作用：1.電極引出后一般僅為兩條匯流條，不方便與負(fù)載之間的電氣連接，需要將電極焊接在成型的便于使用的電接口上。2.接線盒同時起到了增加連接強(qiáng)度，美觀的作用。通過接線盒內(nèi)的電導(dǎo)線引出了電源正負(fù)極，避免了電極與外界直接接觸老化。48原材料不良對組件的影響1.接線盒耐老化性能不合格導(dǎo)致接線盒燒毀49原材料不良對組件的影響2.接線盒密封性不良導(dǎo)致組件進(jìn)水短路50原材料不良對組件的影響3.接線盒與硅膠匹配性差導(dǎo)致接線盒脫落51硅膠是太陽能電池組件使用的一種粘接劑，主要用來起到粘接、密封的作用。其中硅膠粘接鋁合金和層壓好的玻璃組件起到密封作用。硅膠粘接接線盒與TPT起固定接線盒的作用。

8.硅膠52原材料不良對組件的影響1.硅膠內(nèi)有氣泡導(dǎo)致組件背面出現(xiàn)縫隙53原材料不良對組件的影響2.硅膠密封性能不合格導(dǎo)致組件脫層54◆組件外觀檢驗

◆組件EL檢驗

◆組件電性能測試及安規(guī)測試

◆其它組件性能試驗

三.組件檢驗方法概述55在不低于1000lx的照度下，對每一塊組件正面、側(cè)面、反面的外觀質(zhì)量，進(jìn)行仔細(xì)檢查。1.組件外觀檢驗56正面檢查1組件內(nèi)部無雜質(zhì)和污物；組件有無明顯色差；正面檢查2組件層間不能出現(xiàn)脫層現(xiàn)象；玻璃及背板無劃傷現(xiàn)象；正面檢查3組件內(nèi)單片無破裂、無裂紋、崩邊缺角符合標(biāo)準(zhǔn)要求。無明顯位移，串與串之間距離不能小于2mm；正面檢查4焊帶及電池片上面不允許有氣泡，其余部位0.5-1mm2的氣泡不能超過3個，1-1.5mm2的氣泡不能超過1個；正面檢查5組件內(nèi)部不應(yīng)該存在真空泡；正面檢查6鋁型材無碰傷磕傷；玻璃表面無殘留EVA、硅膠及其他灰塵贓物；鋁邊框干凈無污物；背板無殘留EVA及其他污物；玻璃、背板及鋁邊框無劃傷及其他不良項。正面檢查7玻璃表面無劃傷正面檢查8型材與玻璃之間縫隙檢查正面檢查9反面檢查1背面平整，凸點直徑不能超過1.5mm,不能存在鼓泡現(xiàn)象，凹坑直徑不能超過5mm；反面檢查2不能出現(xiàn)明顯的背板褶皺鋁邊框應(yīng)用硅膠填滿，與組件接縫處無可視縫隙；接線盒應(yīng)與TPT連接牢固，接線盒內(nèi)，組件“+，-”引線標(biāo)識清楚準(zhǔn)確，連接牢固，密封圈沒有脫落；鋁邊框應(yīng)平直、無毛刺，表面氧化層無劃傷現(xiàn)象；反面檢查3接線盒安裝檢查反面檢查4標(biāo)簽的粘貼牢固、整齊（與相應(yīng)的邊平行）；包裝符合合同要求；組件的序列號與包裝箱外貼箱號一致；連接器安裝牢固，應(yīng)能承受組件自重；背板及玻璃無劃傷。整體檢查用于檢測太陽能電池組件有無隱裂、碎片、虛焊、斷柵及不同轉(zhuǎn)換效率單片電池異常現(xiàn)象。2.組件EL檢測71EL檢測原理

EL檢測儀，又稱太陽能組件電致發(fā)光缺陷檢測儀，是根據(jù)硅材料的電致發(fā)光原理對組件進(jìn)行缺陷檢測及生產(chǎn)工藝監(jiān)控的專用測試設(shè)備。給晶體硅電池組件正向通入1-1.5倍Isc的電流后硅片會發(fā)出1000-1100nm的紅外光，測試儀下方的攝像頭可以捕捉到這個波長的光并成像于電腦上。因為通電發(fā)的光與PN結(jié)中離子濃度有很大的關(guān)系，因此可以根據(jù)圖像來判斷硅片內(nèi)部的狀況。缺陷種類一：黑心片（此概念只適用于單晶硅）EL照片中黑心片是反映在通電情況下電池片中心一圈呈現(xiàn)黑色區(qū)域，該部分沒有發(fā)出1150nm的紅外光，故紅外相片中反映出黑心，此類發(fā)光現(xiàn)象和硅襯底少數(shù)載流子濃度有關(guān)。這種電池片中心部位的電阻率偏高。此類缺陷若組件整體功率合格則為合格品。缺陷種類二：黑團(tuán)片

多晶電池片黑團(tuán)主要是晶體生長過程中的內(nèi)部位錯缺陷或區(qū)域雜質(zhì)團(tuán)引起的。此類缺陷若組件整體功率合格則為合格品。缺陷種類三：短路黑片（發(fā)電失效片）需更換電池片缺陷種類四：非短路黑片需更換電池片缺陷種類五：局部斷路片

電池片沿著主柵線的一邊全部為黑色表明這一邊的電子無法被主柵線收集，通常是由于電池片背面印刷偏移導(dǎo)致鋁背場和背電極無法接觸從而形成了局部斷路。我們應(yīng)該在層壓前EL加強(qiáng)檢驗及時將這種電池片挑出，防止流入后道工序。缺陷種類六：裂紋片

裂紋片的成像特點是裂紋在EL測試下產(chǎn)生明顯的明暗差異的紋路（黑線）。裂紋可能造成電池片部分毀壞或電流的缺失。在EL測試下，如果表現(xiàn)為以裂紋為邊緣的一片區(qū)域呈完全的黑色，那么該區(qū)域為破片。裂紋會造成其橫貫的副柵線斷裂，從而影響電流收集。而主柵線因有鍍錫銅帶相連，不會造成斷路。根據(jù)此特性，各種裂紋造成的電池失效面積如下：需更換電池片缺陷種類七：破片EL破片及放大圖3.組件電性能測試及安規(guī)測試80組件電性能測試電性能測試原理就是利用氙燈模擬1000w/㎡光強(qiáng)的陽光照射，測試組件的工作電壓、工作電流、功率、FF（填充因子）等。注意控制測試環(huán)境溫度，保證在（25±2℃）。組件安規(guī)測試為了保證組件產(chǎn)品質(zhì)量及組件安裝的安全性所做的組件耐壓絕緣試驗及接地試驗統(tǒng)稱為組件的安規(guī)試驗。測試條件：溫度10℃-40℃，濕度0%-75%。4.其它組件試驗◆組件EVA交聯(lián)度試驗

◆組件高溫高濕試驗

◆組件鹽霧試驗◆組件紫外預(yù)處理試驗

83組件EVA交聯(lián)度試驗

為了規(guī)范交聯(lián)度測試的實驗過程，以保證太陽能電池組件使用的EVA經(jīng)過固化后達(dá)到規(guī)定要求的交聯(lián)度。

EVA類膠粘劑,在應(yīng)用工藝中由于加熱粘接固化,部分EVA交聯(lián)成凝膠。用溶劑二甲苯來萃取樣品中未交聯(lián)部分，從而得以進(jìn)行交聯(lián)度的測定。

組件高溫高濕試驗

規(guī)范組件濕熱試驗作業(yè)程序，確定組件承受長期濕氣滲透的能力，確保實驗結(jié)果的可靠性和有效性。試驗環(huán)境溫度85℃，濕度85%。

組件鹽霧試驗

將組件置于鹽霧試驗箱內(nèi)，驗證組件的抗鹽霧腐蝕能力。用肉眼觀察，測試樣品上的腐蝕部分不能多于參考樣品上的腐蝕部分。腐蝕區(qū)域用從劃線處開始的腐蝕蔓延來判定。

組件紫外預(yù)處理試驗給組件施加一定輻照量紫外輻照，以確定相關(guān)材料及粘連連接的紫外衰減。

在經(jīng)受紫外輻照時能控制組件溫度的設(shè)備，組件溫度范圍必須在60℃±5℃。

◆封裝材料質(zhì)量隱患

◆組件熱斑效應(yīng)質(zhì)量隱患

◆接線盒質(zhì)量隱患

◆機(jī)械性能安全隱患

◆關(guān)于“閃電紋”

◆其它安全隱患

四.光伏電站中常見的組件質(zhì)量問題分析88鋁合金邊框材料強(qiáng)度下降，直接造成光伏板陣在強(qiáng)風(fēng)發(fā)生時的邊框脫落或撕裂。1、組件封裝材料的質(zhì)量隱患1、組件封裝材料的質(zhì)量隱患EVA膠膜提前老化、變黃，影響組件透光率，從而影響光伏電站的發(fā)電量。1、組件封裝材料的質(zhì)量隱患背板材料耐候性差，影響組件壽命。1、組件封裝材料的質(zhì)量隱患電勢誘導(dǎo)衰減對組件輸出功率存在較大的影響（PID現(xiàn)象）。封裝材料不合格導(dǎo)致組件內(nèi)部嚴(yán)重腐蝕，組件嚴(yán)重老化。老化后組件的EL圖片（邊緣封涂硅膠不均勻或硅膠脫層）熱斑效應(yīng)導(dǎo)致電池片燒穿（電池片上有可導(dǎo)電的異物）942、組件熱斑效應(yīng)質(zhì)量隱患

在一定條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽電池。3、接線盒的質(zhì)量隱患接線盒作為連接和保護(hù)光伏組件，傳導(dǎo)光伏組件產(chǎn)生的電流部件，其性能質(zhì)量直接影響組件的電能輸出。

接線盒中的二極管性能出現(xiàn)問題，不但會導(dǎo)致二極管本身的損壞和使用壽命的降低，而且會給組件帶來負(fù)面影響。3、接線盒的質(zhì)量隱患接線盒焊帶焊接工藝不良問題，導(dǎo)致焊接點出現(xiàn)虛焊、假焊，影響整個組串的輸出功率（這個情況表現(xiàn)為用萬用表測電壓，值會非常低。比如組件正常工作電壓37V，而測出來在10V以內(nèi)或更低，那主要查接線盒的問題了）。3、接線盒的質(zhì)量隱患3、接線盒的質(zhì)量隱患

由于鋁型材安裝孔位不合理或組件在安裝過程中額外打孔造成組件出現(xiàn)機(jī)械性能缺陷導(dǎo)致組件破碎。4、組件的機(jī)械性能存在缺陷5、關(guān)于閃電紋“閃電紋”不是專業(yè)稱呼，只是業(yè)內(nèi)對它表現(xiàn)的外觀而給的像形稱呼。閃電紋已經(jīng)在組件業(yè)內(nèi)“困擾”著從業(yè)人員6年了！

造成“閃電紋”的原因是什么？OROR?電池片“隱裂”背板的“透水率”高水分子攜帶氧與電池柵線銀形成氧化銀EVA（交聯(lián)度、交聯(lián)劑）電池片隱裂是“受害者”；背板是“陪葬品”；EVA才是成因的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

電池片隱裂不是閃電紋的成因。已經(jīng)有充分的證據(jù)排除這個說法。有隱裂的組件不一定會出現(xiàn)“閃電紋”，但有“閃電紋”的部位或部位附近是會存在隱裂現(xiàn)狀的。有人說“閃電紋”和背板的透水率有一定關(guān)系。至今業(yè)內(nèi)已經(jīng)統(tǒng)計過，西部電站出現(xiàn)“閃電紋”的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于東部。大家都知道東部沿海省份一年四季空氣中濕度遠(yuǎn)高于西部，為什么反而“閃電紋”出現(xiàn)比例卻遠(yuǎn)低于西部？通過上述論述可以排除關(guān)于背板“透水率”與“閃電紋”成因的直接關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在重點講“罪魁禍?zhǔn)住薄狤VA。成因是和交聯(lián)劑有關(guān)。這里邊又有兩種情況。第一種情況，EVA整體交聯(lián)度合格（前提沒超出90%），但國內(nèi)層壓機(jī)目前都沒做到加熱板溫度均勻分布，又怎么能保證地塊組件板每個小區(qū)域交聯(lián)效果一致呢？（閃電紋不是整塊組件板表現(xiàn)，而是因?qū)訅航宦?lián)不均勻，但現(xiàn)場表現(xiàn)出其他區(qū)域誘使