太阳能电池表面蜗牛纹的分析

近年来,越来越多的神秘的宽如手指的暗色线条纵横分布在太阳能电池表面。这一现象并不是真正由蜗牛爬行造成的,其实它是一种化学反应的结果。

蜗牛爬痕通常会沿着电池的微裂痕出现,因此微裂痕看起来很显眼,但不是所有出现微裂痕的组件都会出现污点。根据目前对该问题的了解,受影响的组件性能衰退与蜗牛爬痕本身关系并不大,反而是与蜗牛爬痕下面的微裂痕关系更大。如果一条裂痕将一块电池的一部分分隔开来,电流不能从手指电极流向汇流条。如果所谓的电池断裂达到电池表面积的8 %,就将对其产出产生不良影响——换言之,“死区”越大,产出衰减越大。如果电池断裂部位达到12 %,产出相对断裂区域则出现线性下降,德国ISFH研究所认为对组件产出的影响是由出现断裂表面的电池数决定的。

组件厂一直认为蜗牛纹是由微裂痕造成的,微裂痕是在生产、运输和安装过程中,或者当组件暴露在强震动中时都可能发生。组件的生产是经过电池片的生产,包括硅锭,线切割,硅片清洗,扩散制结,等离子刻蚀,去磷硅玻璃,减反射膜制备,丝网印刷,烧结,检测分级,这期间由于通过单片功率测试和删选,隐裂的几率比较小。

组件的制备过程是将玻璃,EVA,电池片,EVA,背板进行叠层,然后层压固化的过程,与电池片亲密接触的是EVA材料。因为在制造组件的过程中,要测试两次EL成像图,所以可以排除电池片发生隐裂的可能。层压后的组件经过安装边框,装电线盒,打硅胶,清理组件表面等步骤制程。笔者认为,蜗牛纹的产生并非是隐裂造成的,而是后续使用过程中,由于EVA材料的交联度和形变不同,将电池片拉断引起裂痕,电池片表面的银浆被湿气和EVA中残留的过氧化物氧化生成纳米级氧化银,显示出黑色的纹路。

EVA材料的交联度和形变为什么会不同?因为随着EVA封装材料越来越便宜,生产EVA胶膜的企业利润越来越低,为了节约成本,他们会将边角料裁切碎,再进行二次加工,EVA胶膜是由不同厂家提供的EVA胶粒,配上交联剂,抗氧剂,偶联剂等助剂加工而成,在流延过程中,会裁切掉一部分边角料,边角料含有不同分子量,不同熔点,不同VA含量的混合物,再继续添加进去势必造成胶膜的交联度和形变不同,刚开始层压出来没有任何现象,在使用过程中,经过高低温,高电压,高温高湿等环境下应用,由于交联度不同,造成热胀冷缩不一样,拉碎了电池片造成隐裂,后续的银浆遇到湿气,被氧化之后形成纳米级的黑色的爬痕。

为了解决蜗牛纹的问题,组件厂一定要从源头杜绝使用添加回收料的EVA胶膜,认真测试每批次的硫化曲线,确保材料的均一性。因为质量是企业的关键,好材料才能保证组件的质量,为电站负责。

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