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什么是光伏組件隱裂?如何檢測(cè)?
日期:2021-05-28   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_guomi 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
近幾年,晶硅組件廠家為了降低成本,晶硅組件越做越薄,從而降低了電池片防止機(jī)械破壞的能力,從而導(dǎo)致了在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中組件隱裂的產(chǎn)生,下面讓我們?cè)敿?xì)的了解下組件的隱裂。

什么是光伏組件隱裂?

隱裂是指電池片(組件)受到較大的機(jī)械或熱應(yīng)力時(shí),可能在電池單元產(chǎn)生肉眼不易察覺(jué)的隱性裂紋。

根據(jù)電池片隱裂的形狀,可分為5類:樹(shù)狀裂紋、綜合型裂紋、斜裂紋、平行于主柵線、垂直于柵線和貫穿整個(gè)電池片的裂紋。


隱裂對(duì)光伏組件的影響

電池片產(chǎn)生的電流要依靠“表面的主柵線及垂直于主柵線的細(xì)柵線”搜集和導(dǎo)出。當(dāng)隱裂導(dǎo)致細(xì)柵線斷裂時(shí),細(xì)柵線無(wú)法將收集的電流輸送到主柵線,將會(huì)導(dǎo)致電池片部分甚至全部失效。

基于上述原因,我們可以看出對(duì)電池片功能影響最大的,是平行于主柵線的隱裂。根據(jù)研究結(jié)果,50%的失效片來(lái)自于平行于主柵線的隱裂。

45°傾斜裂紋的效率損失是平行于主柵線損失的1/4。

垂直于主柵線的裂紋幾乎不影響細(xì)柵線,因此造成電池片失效的面積幾乎為零。

相比于晶硅電池表面的柵線,薄膜電池表面整體覆蓋了一層透明導(dǎo)電膜,所以這也是薄膜組件無(wú)隱裂的一個(gè)原因。

有研究顯示,組件隱裂嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致組件功率的損失,但是損失的大小并不一定。裂紋對(duì)組件電性能的影響小,而裂片對(duì)組件功率損失非常大;老化試驗(yàn),即組件在工作或非工作的情況下,溫、濕度變化可能會(huì)引起電池片隱裂的加??;組件中沒(méi)有隱裂的電池片比隱裂的電池片抗老化能力強(qiáng)。

光伏組件隱裂如何檢測(cè)

EL(Electroluminescence,電致發(fā)光)是簡(jiǎn)單有效的檢測(cè)隱裂的方法。其檢測(cè)原理如下。

電池片的核心部分是半導(dǎo)體PN結(jié),在沒(méi)有其它激勵(lì)(例如光照、電壓、溫度)的條件下,其內(nèi)部處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),電子和空穴的數(shù)量相對(duì)保持穩(wěn)定。

如果施加電壓,半導(dǎo)體中的內(nèi)部電場(chǎng)將被削弱,N區(qū)的電子將會(huì)被推向P區(qū),與P區(qū)的空穴復(fù)合(也可理解為P區(qū)的空穴被推向N區(qū),與N區(qū)的電子復(fù)合),復(fù)合之后以光的形式輔射出去,即電致發(fā)光。

當(dāng)被施加正向偏壓之后,晶體硅電池就會(huì)發(fā)光,波長(zhǎng)1100nm左右,屬于紅外波段,肉眼觀測(cè)不到。因此,在進(jìn)行EL測(cè)試時(shí),需利用CCD相機(jī)輔助捕捉這些光子,然后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后以圖像的形式顯示出來(lái)。

給晶硅組件施加電壓后,所激發(fā)出的電子和空穴復(fù)合的數(shù)量越多,其發(fā)射出的光子也就越多,所測(cè)得的EL圖像也就越亮;如果有的區(qū)域EL圖像比較暗,說(shuō)明該處產(chǎn)生的電子和空穴數(shù)量較少,代表該處存在缺陷;如果有的區(qū)域完全是暗的,代表該處沒(méi)有發(fā)生電子和空穴的復(fù)合,也或者是所發(fā)光被其它障礙所遮擋,無(wú)法檢測(cè)到信號(hào)。


 
黑心片
 

 
隱裂片
 

正常組件EL圖像
 
隱裂種類雖然眾多,但不是所有的隱裂都會(huì)對(duì)電池片有影響。在組件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維護(hù)過(guò)程中,考慮到晶硅組件的易裂特征,需要在安裝電站的各個(gè)過(guò)程注意并改進(jìn)作業(yè)流程,盡量減少組件隱裂的產(chǎn)生。對(duì)于檢測(cè)隱裂,目前EL是最有效的方法。而導(dǎo)致組件隱裂的原因眾多,要弄清楚原因后再追究責(zé)任,不能盲目聽(tīng)信他人之言。 

原標(biāo)題:什么是光伏組件隱裂?如何檢測(cè)?
 
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