
什么是光伏組件隱裂?
隱裂是指電池片(組件)受到較大的機械或熱應力時(shí),可能在電池單元產(chǎn)生肉眼不易察覺(jué)的隱性裂紋。
根據電池片隱裂的形狀,可分為5類(lèi):樹(shù)狀裂紋、綜合型裂紋、斜裂紋、平行于主柵線(xiàn)、垂直于柵線(xiàn)和貫穿整個(gè)電池片的裂紋。
隱裂對光伏組件的影響?
電池片產(chǎn)生的電流要依靠“表面的主柵線(xiàn)及垂直于主柵線(xiàn)的細柵線(xiàn)”搜集和導出。當隱裂導致細柵線(xiàn)斷裂時(shí),細柵線(xiàn)無(wú)法將收集的電流輸送到主柵線(xiàn),將會(huì )導致電池片部分甚至全部失效。
基于上述原因,我們可以看出對電池片功能影響最大的,是平行于主柵線(xiàn)的隱裂。根據研究結果,50%的失效片來(lái)自于平行于主柵線(xiàn)的隱裂。
45°傾斜裂紋的效率損失是平行于主柵線(xiàn)損失的1/4。
垂直于主柵線(xiàn)的裂紋幾乎不影響細柵線(xiàn),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(xiàn),薄膜電池表面整體覆蓋了一層透明導電膜,所以這也是薄膜組件無(wú)隱裂的一個(gè)原因。
有研究顯示,組件隱裂嚴重時(shí),會(huì )導致組件功率的損失,但是損失的大小并不一定。裂紋對組件電性能的影響小,而裂片對組件功率損失非常大;老化試驗,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劇;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。
光伏組件隱裂如何檢測?
EL(Electroluminescence,電致發(fā)光)是簡(jiǎn)單有效的檢測隱裂的方法。其檢測原理如下。
電池片的核心部分是半導體PN結,在沒(méi)有其它激勵(例如光照、電壓、溫度)的條件下,其內部處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),電子和空穴的數量相對保持穩定。
如果施加電壓,半導體中的內部電場(chǎng)將被削弱,N區的電子將會(huì )被推向P區,與P區的空穴復合(也可理解為P區的空穴被推向N區,與N區的電子復合),復合之后以光的形式輔射出去,即電致發(fā)光。
當被施加正向偏壓之后,晶體硅電池就會(huì )發(fā)光,波長(cháng)1100nm左右,屬于紅外波段,肉眼觀(guān)測不到。因此,在進(jìn)行EL測試時(shí),需利用CCD相機輔助捕捉這些光子,然后通過(guò)計算機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)出的電子和空穴復合的數量越多,其發(fā)射出的光子也就越多,所測得的EL圖像也就越亮;如果有的區域EL圖像比較暗,說(shuō)明該處產(chǎn)生的電子和空穴數量較少,代表該處存在缺陷;如果有的區域完全是暗的,代表該處沒(méi)有發(fā)生電子和空穴的復合,也或者是所發(fā)光被其它障礙所遮擋,無(wú)法檢測到信號。
隱裂種類(lèi)雖然眾多,但不是所有的隱裂都會(huì )對電池片有影響。在組件生產(chǎn)、運輸、安裝和維護過(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。對于檢測隱裂,目前EL是最有效的方法。而導致組件隱裂的原因眾多,要弄清楚原因后再追究責任,不能盲目聽(tīng)信他人之言。