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---组件原材料的介绍---组件检验方法的详尽说明---光伏电站中常见的组件质量问题目录一.组件的定义与简介……………………………………………3二.原材料概述……………………………………………………5三.组件检验方法概述……………………………………………55四.光伏电站中常见的组件质量问题……………………………8823一.组件的定义及简介单体的太阳电池片不能直接作为电源使用,原因如下:•单体电池片脆而薄,非常容易破碎。•电池片的电极在空气中容易被氧化腐蚀，大大降低发电功率。•单片电池片的工作电压一般在0.5V左右,远不能满足一般用电设备的电压要求。★因此,电池片需要做成组件后才可以使用!什么是组件???4•具有内部联接及封装的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池片组合装置称为太阳能电池组件。太阳能电池组件太阳能电池组件方阵太阳能电池片◆太阳能电池片◆钢化玻璃◆EVA◆TPT◆涂锡铜带◆铝合金边框◆接线盒◆硅胶5二.原材料概述6可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能的半导体部件。用半导体硅﹑硒等材料将太阳的光能变成电能的器件。具有可靠性高﹐寿命长﹐转换效率高等优点。在现在的太阳能电池片中，以硅半导体材料为主，其中又以单晶硅电池片和多晶硅电池片为代表。由于其原材料的广泛性，较高的转换效率和可靠性，被市场广泛接受。1.太阳能电池片单晶硅电池片多晶硅电池片9分类国内常用的太阳能晶硅电池片根据尺寸和单多晶可分为：1.单晶125*125(mm)2.单晶156*156(mm)3.多晶156*156(mm)常见的电池片不良现象10•封装组件操作过程中常见的电池片的若干种状态第一种状态：电池片碎裂第二种状态：电池片缺口小的电池片缺口，影响组件外观,严重的电池片缺口会造成电池片碎裂不论是何种电池组件，都是不允许电池组件中电池片表面存在碎裂11第三种状态：电池片表面针孔不论是何种电池组件，都是不允许电池组件中电池片表面存在针孔第四种状态：电池片表面色班电池片色斑影响组件的整体外观12第五种状态：PECVD减反射膜厚度不均匀该种状态不会影响到电池组件的工作性能（正常发电，略影响到组件板的功率），但是会在很大程度上影响到电池组件的外观第六种状态：电池片表面水迹该种状态不会影响到电池组件的工作性能，但是会在很大程度上影响到电池组件的外观13第七种状态：电池片表面异物第八种状态：电池片表面大小差异不论是何种电池组件，都是不允许电池组件中电池片表面存在具有导电性的异物一般该种状态不会影响到电池组件的工作性能，但是会在很大程度上影响到电池组件的外观14第十二种状态：背电极处缺失良品缺失处面积要小于等于背电极总面积的1/4，大于1/4为不良品，会影响电池片的单片功率。不良品15第十三种状态：断栅第十四种状态：V型缺角不论是何种电池组件，都是不允许电池组件中存在V型缺角轻微的断栅影响组件整体外观，严重的断栅会降低电池片单片功率16组件用钢化玻璃为低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)，一般采用厚度为3.2mm±0.2mm。钢化性能符合国标：GB9963-88。封装后的组件抗冲击性能达到国标GB9535-88地面用硅太阳电池组件环境实验方法中规定的性能指标。玻璃在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。耐老化方面要求玻璃能承受长时间太阳紫外光线的辐射后透光率不下降。2.钢化玻璃17钢化玻璃18原材料不良对组件的影响1.玻璃钢化不良导致组件自爆19原材料不良对组件的影响2.玻璃划伤导致组件外观不合格20原材料不良对组件的影响3.玻璃表面脏污污导致组件EVA脱层21晶体硅太阳电池封粘材料是EVA，它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，化学式结构如下：•（CH2—CH2）m—（CH—CH2）n•|•O•|•O=C—CH23.EVA22EVA是一种热融胶粘剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作，经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明，长期的实践证明：它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果。EVA231.封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响。2.增强组件的透光性。3.将电池片，钢化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接强度。EVA功能介绍24原材料不良对组件的影响1.EVA粘接力不合格导致组件脱层25原材料不良对组件的影响2.EVA受潮导致组件内出现气泡26原材料不良对组件的影响3.EVA收缩率太高导致电池片碰片（组件固化环节容易出现）27TPT（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保护封装材料。用于封装的TPT至少应该有三层结构：外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。封装用TPT必须保持清洁，不得沾污或受潮，特别是内层不得用手指直接接触，以免影响EVA的粘接强度。4.TPT28TPT29白色TPT的优点太阳电池的背面覆盖物—TPT通常为白色，白色TPT能对阳光起反射作用，使组件的转换效率略有提高，并且白色TPT具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，TPT首先应当具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。最后对于白色背板TPT，还有一种效果就是对入射到组件内部的光进行散射，从而提高组件吸收光的效率。30原材料不良对组件的影响1.TPT粘接强度不够引起的脱层31原材料不良对组件的影响2.TPT划伤导致组件外观不良32原材料不良对组件的影响3.TPT耐老化不合格导致变色33涂锡铜合金带，简称涂锡铜带或涂锡带，主要分含铅和无铅两种。其中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性，是涂锡带发展的方向。无铅涂锡带是由导电优良、加工延展性优良的专用铜及锡合金涂层复合而成。涂锡铜带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，铜带质量的好坏将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。5.涂锡铜带34•涂锡铜带根据用途分为汇流条和互连条。其中互联条主要应用于电池片的焊接与串接，汇流条主要应用于电池串的串联与固定。互联条汇流条37涂锡铜带的特性：1可焊性好；2抗腐蚀性能好；3在-40℃至+100℃的热幅情况下（与组件使用环境同步长期工作不会脱落。38原材料不良对组件的影响1.可焊性差导致电池片虚焊（图中虚焊部位能挑起来）39原材料不良对组件的影响2.互联条弯曲容易导致电池片碎片（层压时抵在电池片上相当于异物受压抵碎电池片）40原材料不良对组件的影响3.电阻过大导致组件功率偏低41为保证太阳能电池组件长达15年以上的使用寿命，组件使用的铝合金边框为表面经过钝化处理的边框。表面钝化处理通常为“阳极氧化”，其中表面氧化层厚度12μm。目前组件的铝边框平均氧化层处理厚度为15μm±2μm。6.铝合金边框42阳极氧化：也即金属或合金的电化学氧化，是将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。43原材料不良对组件的影响1.铝边框长度不规则导致组框后缝隙大44原材料不良对组件的影响2.铝边框硬度不够导致组件坠落45原材料不良对组件的影响3.铝边框磕伤导致外观不良46一般组件的正、负极从TPT引出后需要一个专门的接线盒来实现与负载的连接运行。接线盒由ABS或PPO工程塑料注塑制成，并加有防老化和抗紫外辐射剂，能确保组件在室外使用15年以上不出现老化破裂现象。接线柱应由外镀镍层的高导电解铜制成，能确保电能导通及电气连接的可靠。7.接线盒47接线盒48接线盒的作用：1.电极引出后一般仅为两条汇流条，不方便与负载之间的电气连接，需要将电极焊接在成型的便于使用的电接口上。2.接线盒同时起到了增加连接强度，美观的作用。通过接线盒内的电导线引出了电源正负极，避免了电极与外界直接接触老化。49原材料不良对组件的影响1.接线盒耐老化性能不合格导致接线盒烧毁50原材料不良对组件的影响2.接线盒密封性不良导致组件进水短路51原材料不良对组件的影响3.接线盒与硅胶匹配性差导致接线盒脱落52硅胶是太阳能电池组件使用的一种粘接剂，主要用来起到粘接、密封的作用。其中硅胶粘接铝合金和层压好的玻璃组件起到密封作用。硅胶粘接接线盒与TPT起固定接线盒的作用。8.硅胶53原材料不良对组件的影响1.硅胶内有气泡导致组件背面出现缝隙54原材料不良对组件的影响2.硅胶密封性能不合格导致组件脱层◆组件外观检验◆组件EL检验◆组件电性能测试及安规测试◆其它组件性能试验55三.组件检验方法概述56在不低于1000lx的照度下，对每一块组件正面、侧面、反面的外观质量，进行仔细检查。1.组件外观检验正面检查1•组件内部无杂质和污物；•组件有无明显色差；正面检查2•组件层间不能出现脱层现象；•玻璃及背板无划伤现象；正面检查3•组件内单片无破裂、无裂纹、崩边缺角符合标准要求。无明显位移，串与串之间距离不能小于2mm；正面检查4•焊带及电池片上面不允许有气泡，其余部位0.5-1mm2的气泡不能超过3个，1-1.5mm2的气泡不能超过1个；正面检查5•组件内部不应该存在真空泡；正面检查6•铝型材无碰伤磕伤；•玻璃表面无残留EVA、硅胶及其他灰尘赃物；•铝边框干净无污物；•背板无残留EVA及其他污物；•玻璃、背板及铝边框无划伤及其他不良项。正面检查7玻璃表面无划伤正面检查8型材与玻璃之间缝隙检查正面检查9反面检查1•背面平整，凸点直径不能超过1.5mm,不能存在鼓泡现象，凹坑直径不能超过5mm；反面检查2•不能出现明显的背板褶皱•铝边框应用硅胶填满，与组件接缝处无可视缝隙；•接线盒应与TPT连接牢固，接线盒内，组件“+，-”引线标识清楚准确，连接牢固，密封圈没有脱落；•铝边框应平直、无毛刺，表面氧化层无划伤现象；反面检查3接线盒安装检查反面检查4•标签的粘贴牢固、整齐（与相应的边平行）；•包装符合合同要求；•组件的序列号与包装箱外贴箱号一致；•连接器安装牢固，应能承受组件自重；•背板及玻璃无划伤。整体检查71用于检测太阳能电池组件有无隐裂、碎片、虚焊、断栅及不同转换效率单片电池异常现象。2.组件EL检测EL检测原理EL检测仪，又称太阳能组件电致发光缺陷检测仪，是根据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产工艺监控的专用测试设备。给晶体硅电池组件正向通入1-1.5倍Isc的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光，测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于电脑上。因为通电发的光与PN结中离子浓度有很大的关系，因此可以根据图像来判断硅片内部的状况。缺陷种类一：黑心片（此概念只适用于单晶硅）EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈呈现黑色区域，该部分没有发出1150nm的红外光，故红外相片中反映出黑心，此类发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关。这种电池片中心部位的电阻率偏高。此类缺陷若组件整体功率合格则为合格品。缺陷种类二：黑团片多晶电池片黑团主要是晶体生长过程中的内部位错缺陷或区域杂质团引起的。此类缺陷若组件整体功率合格则为合格品。缺陷种类三：短路黑片（发电失效片）需更换电池片缺陷种类四：非短路黑片需更换电池片缺陷种类五：局部断路片电池片沿着主栅线的一边全部为黑色表明这一边的电子无法被主栅线收集，通常是由于电池片背面印刷偏移导致铝背场和背电极无法接触从而形成了局部断路。我们应该在层压前EL加强检验及时将这种电池片挑出，防止流入后道工序。缺陷种类六：裂纹片裂纹片的成像特点是裂纹在EL测试下产生明显的明暗差异的纹路（黑线）。裂纹可能造成电池片部分毁坏或电流的缺失。在EL测试下，如果表现为以裂纹为边缘的一片区域呈完全的黑色，那么该区域为破片。裂纹会造成其横贯的副栅线断裂，从而影响电流收集。而主栅线因有镀锡铜带相连，不会造成断路。根据此特性，各种裂纹造成的电池失效面积如下：需更换电池片缺陷种类七：破片EL破片及放大图803.组件电性能测试及安规测试组件电性能测试•电性能测