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技術干貨:如何防止太陽能電池板‘蝸牛紋’產生?

發布時間:2016-06-02 責任編輯:susan

【導讀】太陽能電池板在制造、運輸、設置時以及因老化,會發生各種各樣的故障。本文將就檢測這些故障的方法,介紹Chemitox在評測服務中的事例和積累的知識。

避免產生蝸牛紋的候選對策主要有三個(圖1):第一,避免結晶硅系電池單元(發電元件)產生裂紋。第二,避免水分透過背板。第三,抑制封裝材料內的化學反應。
  
 
圖1:防止蝸牛紋的主要對策。基于封裝材料的對策比較現實(出處:Chemitox)
  
第一個對策避免電池單元產生裂紋在現實中很難實現。因為太陽能電池板在制造和運轉的所有階段,如制造工序、向客戶運輸時、在發電站和住宅中設置時、設置后運轉時等都有可能產生裂紋。
  
第二個對策避免水分透過背板目前也不現實。眾所周知,有背面也用玻璃封裝來取代背板,或者采用追加了防止水分透過的阻擋層的樹脂背板的方法。
  
但目前來說會這造成成本增加。另外,萬一仍然有水分滲透進去,玻璃和背板會將水分封閉在電池板內,可能會促進蝸牛紋的生成。
  
第三個對策抑制封裝材料內的化學反應,現在是主流對策。
  
即使電池單元內產生裂紋,水分經由樹脂背板和封裝材料滲入裂紋,只要能不讓水分與形成電池單元指狀電極(細電極)的銀發生反應生成的銀離子在封裝材料內擴散,或者避免銀離子與封裝材料所含的添加物發生化學反應,就不會生成氧化銀和硫化銀,因而能夠抑制蝸牛紋的形成。
 
對主要的封裝材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物),已經開始在采取這種對策。
  
不過,由于會造成成本上升,實施了蝸牛紋對策的EVA之前很多未獲采用。但最近,由于設置后的太陽能電池板很多發生了蝸牛紋現象,實施了蝸牛紋對策的EVA才得到了重視。
  
為了抑制蝸牛紋,材料廠商開發新的材料和產品時,需要再現蝸牛紋的產生狀況,以在這種狀態下評估材料和產品(圖2)。
  
圖2:再現容易產生蝸牛紋的狀況。利用機械負載、高溫高濕和光照等試驗裝置(出處:Chemitox)
  
例如,試制新的封裝材料和背板時,除了要驗證的零部件以外,還要制作利用現有產品構成的太陽能電池板,在電池板上再現蝸牛紋產生的條件。對材料廠商來說,無論是制作這種驗證用電池板,還是再現引發蝸牛紋的條件都比較困難。
  
要再現蝸牛紋產生的條件,需要對電池單元施加機械負載,使之產生裂紋,然后置于高溫高濕環境下,便于水分從背板滲透進去。之后,照射模擬陽光的波長頻帶的光,創造便于銀離子在封裝材料內發生化學反應的環境。
  
Chemitox提供制作這種驗證用太陽能電池板和再現蝸牛紋產生條件的服務,推動了開發。例如,封裝材料廠商只需帶來想驗證的封裝材料,從電池板的制作到評測就就能全部完成。

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