隐裂、热斑、PID效应,是影响晶硅光伏组件性能的三个【gè】重要因【yīn】素。小【xiǎo】编带大家了解一下电【diàn】池片【piàn】隐裂的【de】原因、如何识别及预防方法【fǎ】。

1什么是“隐裂”

隐裂是晶体【tǐ】硅【guī】光【guāng】伏组件【jiàn】的一【yī】种较为常见的缺【quē】陷,通俗的【de】讲,就是一些【xiē】肉眼不【bú】可见的细微【wēi】破裂(micro-crack)。晶硅组件由于其自【zì】身晶【jīng】体【tǐ】结构的特性,十分容易发生破裂。

在晶体【tǐ】硅组件【jiàn】生【shēng】产的【de】工艺流【liú】程中,许多环【huán】节都有可能造成电【diàn】池片隐【yǐn】裂。隐裂产【chǎn】生的根本原因,可归纳为硅【guī】片上产生了机械应力【lì】或热应力。现【xiàn】在为了降低成本,晶【jīng】硅电池片向越【yuè】来越薄【báo】的方向【xiàng】发展,降低了电池片防止机械破坏【huài】的能力,更容易【yì】产生隐裂【liè】。

2“隐裂”对组件性能的影响

晶硅太阳能电池的结构如下图所示,电【diàn】池片产生【shēng】的电【diàn】流主要靠表面【miàn】相互垂直的主栅线和细栅线【xiàn】收集和【hé】导出。因此,当隐裂(多为平行于主【zhǔ】栅线的隐裂)导致细【xì】栅线【xiàn】断裂时,电流将无法被有效输送至主栅线【xiàn】,从而导致电池片部分乃至【zhì】整片失【shī】效【xiào】,还可能造【zào】成碎【suì】片、热斑【bān】等【děng】,同时【shí】引【yǐn】起组【zǔ】件的功率衰减。

垂【chuí】直于主栅线的隐裂几乎不对细栅线【xiàn】造【zào】成影【yǐng】响,因此造成电池片失【shī】效的面积几乎为零。

而正【zhèng】处于快速发展的薄膜【mó】太阳能电池,由于其材料、结构特性,不存【cún】在隐裂【liè】的问【wèn】题。同时其【qí】表面通【tōng】过一层透【tòu】明导电【diàn】薄膜收集和传输电流,即使电池片有【yǒu】小【xiǎo】的瑕疵造成导【dǎo】电膜破裂,也【yě】不会造成电【diàn】池大面积【jī】失效。

有研究显示,组【zǔ】件中【zhōng】如果某【mǒu】个电池的失效面积在8%以【yǐ】内,则对【duì】组件的功率【lǜ】影响不【bú】大,并且组件中2/3的斜条【tiáo】纹隐裂对组件的功率没【méi】有影【yǐng】响。所以说【shuō】,虽然隐【yǐn】裂是晶硅电池【chí】常【cháng】见的问题,但也不必【bì】过度【dù】担心。

3识别“隐裂”的方法

EL(Electroluminescence,电致发光【guāng】)是一种太阳能电池或组【zǔ】件【jiàn】的内【nèi】部缺【quē】陷检测设备,是【shì】简单【dān】有效的检测隐裂的方法【fǎ】。利用晶体【tǐ】硅的【de】电致发光原【yuán】理,通过高分辨率【lǜ】的红外相机拍摄组件的近红外图【tú】像,获取并判定组件的缺陷。具有灵敏【mǐn】度高、检测速度【dù】快、结果【guǒ】直观【guān】形【xíng】象等优点。

4形成“隐裂“的原因

外力:电池片【piàn】在焊接、层压、装框或搬运、安【ān】装、施工【gōng】等过程【chéng】中会受外力,当参数设置【zhì】不【bú】当、设备故障【zhàng】或操作不【bú】当时【shí】会造成隐裂【liè】。

高温:电池【chí】片在低【dī】温下没有经【jīng】过预热,然后在短【duǎn】时【shí】间内【nèi】突【tū】然【rán】受到高温后出现【xiàn】膨胀会造成隐裂现象,如焊接温度过高、层压温度等参数【shù】设置不【bú】合理。

原材料:原材料的缺陷也是导致隐裂的主要因素之一。

5预防光伏组件隐裂的要点

在生产过程中【zhōng】以及后续【xù】的存【cún】放、运输、安装中【zhōng】避免电【diàn】池片受到不当的外【wài】力介入,也注意储【chǔ】存环境【jìng】温度变化范围。

在焊接过程中电池片要提前保温(手焊)烙铁温度要符合要求。