職稱論文刊發(fā)淺析光伏組件對隱裂的影響

　　摘 要：論述了光伏組件中電池片隱裂帶來的危害，并利用電致發(fā)光技術(shù)(EL檢測)結(jié)合模擬實驗，對于在組件生產(chǎn)過程中有關(guān)產(chǎn)生電池片隱裂的幾個影響因素分別進(jìn)行驗證，同時提出改善措施，降低隱裂發(fā)生率，提高組件產(chǎn)品合格率。

　　關(guān)鍵詞：隱裂 EL檢測 光伏組件　職稱論文發(fā)表網(wǎng)

　　1 隱裂的由來及危害

　　隱裂是太陽能光伏組件的一種不良現(xiàn)象，是指組件中電池片在封裝之后出現(xiàn)肉眼無法察覺的細(xì)微裂縫的現(xiàn)象。電池片隱裂會在機(jī)械載荷下擴(kuò)大，可能會導(dǎo)致開路性的破損。若隱裂情況較為嚴(yán)重時，可能發(fā)生熱斑效應(yīng)，使隱裂電池片區(qū)域溫度升高，加速組件封裝材料的老化，使整個組件的電流輸出受到影響，輸出功率降低，最終加速組件的功率衰減，降低其正常使用壽命。目前的EL檢測儀利用晶體硅的電致發(fā)光原理可檢測出隱裂等電池片內(nèi)部缺陷。

　　2 隱裂的原因分析及實驗驗證

　　組件生產(chǎn)的工藝流程：電池片分選—單焊—串焊—疊層—(EL測試)—層壓—(EL測試)—清裝—組件測試—(EL測試)—包裝。由于層壓前的組件均經(jīng)過EL檢測，有隱裂或者其他缺陷的電池片已進(jìn)行及時返修更換，確保層壓前的組件沒有問題，因此，可以排除焊接、疊層等工序?qū)﹄[裂的影響。而通過對層壓前和層壓后EL圖像分析，層壓過程中對組件施加壓力造成組件中電池片發(fā)生隱裂的幾率很小，基本也可以排除。另外確認(rèn)隱裂產(chǎn)生的主要工序，可以對各工序造成的隱裂組件進(jìn)行統(tǒng)計對比，對占比較大的工序進(jìn)行改善。經(jīng)統(tǒng)計，清裝工序隱裂比率約占總隱裂比率的85%，因此，生產(chǎn)過程中造成組件隱裂的癥結(jié)可以確認(rèn)為清裝工序。以下主要對清裝工序各環(huán)節(jié)對隱裂造成的原因進(jìn)行分析確認(rèn)。

　　2.1 周轉(zhuǎn)托盤變形造成隱裂

　　生產(chǎn)車間周轉(zhuǎn)組件使用復(fù)合木質(zhì)托盤，其材質(zhì)較軟，托盤承重面僅為一層木材，當(dāng)一組共20塊組件放置于托盤上，并用手動液壓周轉(zhuǎn)車進(jìn)行搬運(yùn)時，托盤受重力產(chǎn)生變形，托盤和組件表面形成一個明顯的受力點，造成放在最下邊的組件局部受力過大發(fā)生隱裂。根據(jù)模擬實驗，一托組件20塊，玻璃面朝下，液壓周轉(zhuǎn)車叉起后，模擬周轉(zhuǎn)車路線實驗，結(jié)果比對模擬實驗前后的EL圖像，發(fā)現(xiàn)放在最下邊的組件已發(fā)生隱裂，發(fā)生位置與液壓周轉(zhuǎn)車頂起托盤的位置一致，且電池片為大面積隱裂。因此，組件電池片隱裂與周轉(zhuǎn)托盤變形有關(guān)。

　　2.2 組件翻轉(zhuǎn)時震動較大造成隱裂

　　組件在清洗臺上翻轉(zhuǎn)后，會由于慣性持續(xù)震動3～5 s，且振幅較大，它會造成組件內(nèi)電池片反復(fù)變形，極易造成電池片隱裂。模擬實驗中重復(fù)組件翻轉(zhuǎn)動作，數(shù)據(jù)表明有約0.44%的組件由于這樣的震動出現(xiàn)了隱裂的現(xiàn)象。

　　2.3 反復(fù)擦拭組件造成隱裂

　　組件玻璃面經(jīng)常有殘留EVA膠點較難清除，員工需使用較大的力氣反復(fù)擦拭后才能完全清除，這種行為導(dǎo)致組件玻璃面受力嚴(yán)重，極易造成隱裂。模擬實驗確認(rèn)：在組件表面施壓壓力使其嚴(yán)重變形后，組件出現(xiàn)隱裂現(xiàn)象，由此確認(rèn)清洗方法不合理可以造成隱裂。

　　2.4 搬運(yùn)過程中造成隱裂

　　人工在水平方向搬運(yùn)組件的過程中，組件中間部位受重力作用往下彎曲且上下抖動幅度較大，中間部位的電池片彎曲的幅度也會比較嚴(yán)重，進(jìn)而引起隱裂。根據(jù)模擬實驗，由兩個人水平方向搬運(yùn)組件且上下抖動，對比搬運(yùn)前后的EL檢測圖片，發(fā)現(xiàn)組件已產(chǎn)生嚴(yán)重隱裂，即在搬運(yùn)過程中會造成隱裂。

　　3 隱裂的對策措施及控制要點

　　3.1 重新設(shè)計托盤避免托盤變形

　　針對托盤材質(zhì)軟，受力易變形等問題，可以改變托盤設(shè)計，在其承重面下方增加一層受力面變成雙層托盤，并使用硬度較大的實木材質(zhì)，加強(qiáng)托盤結(jié)構(gòu)。同時規(guī)定手動液壓搬運(yùn)車使用方法，即周轉(zhuǎn)組件時使用1.8 m長液壓搬運(yùn)車需縱向插入托盤，使用1.4 m液壓搬運(yùn)車時需橫向插入托盤，并確保使用時將托盤整體打起，此動作可減少組件與托盤受力，避免隱裂發(fā)生。

　　3.2 加裝海綿墊減少震動

　　針對組件翻轉(zhuǎn)時震動過大造成的隱裂，可在清洗臺臺面上加裝海綿墊，在不影響清洗工作的情況下，可有效減輕組件翻轉(zhuǎn)之后的震動。

　　3.3 層壓前在組件下方墊放玻璃紙減少殘留EVA附著

　　針對擦拭組件玻璃面EVA膠點造成的隱裂，直接在層壓工序提出改善措施，層壓前在組件下方墊放玻璃紙(鋼化玻璃來料時玻璃之間均由玻璃紙分隔)，從源頭上防止下層高溫布上殘留的EVA附著在組件玻璃表面，杜絕由于用力反復(fù)擦拭組件造成的電池片隱裂。增加此動作后，不但組件沒有了EVA膠點殘留的現(xiàn)象，連表面本身的臟污等情況也大幅減少，清裝工序清洗時間可減少約40 s。

　　3.4 搬運(yùn)方式變更

　　對于未裝框組件短距離的搬運(yùn)，規(guī)定必須把組件豎起搬運(yùn)，不能以水平方向進(jìn)行搬運(yùn)，減少組件震動幅度。

　　4 成效及結(jié)論

　　經(jīng)過上述對策的實施和改進(jìn)，隱裂情況得到大幅度的改善，車間產(chǎn)品合格率得到明顯提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。對組件電池片產(chǎn)生隱裂和隱裂擴(kuò)大，外力和組件所處的環(huán)境均是影響因素，因此在電池片和組件生產(chǎn)的過程中，尤其在電池片運(yùn)輸、傳遞過程中應(yīng)注意避免不當(dāng)?shù)耐饬槿搿?/p>

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