99体硅太阳电池组件封装失效问题的探讨

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1、99体硅太阳电池组件封装失效问题的探讨宋维军，赵国强‘(青海尚德尼玛太阳能电力有限公司青海西宁邮编810007)本文通过晶体硅太阳电池组件在使用过程中出现的一些失效问题，简单分析了其原因，并提出了在设计、制造晶体硅太阳电池组件的过程中在工艺上应注意的一些细节问题，从而确保组件有足够的使用寿命。近年来，我国光伏产业发展迅猛，尤其是太阳电池组件生产厂家更是如雨后春笋般涌现。据不完全统计，目前中国大陆已经拥有超过400家光伏组件生产公司。但在这种繁荣的背后，各个组件生产厂家其产品质量却良莠不齐，一些组件在

2、野外短短使用的几年时间内就出现了内部腐蚀、电性能明显衰减、电池片栅线消失、EVA黄变等失效情况。上述现象的出现，除了原材料方面的因素以外，很大一部分还是和组件的生产工艺不完善有关。本文对晶体硅太阳电池组件的失效原因进行了简单的分析，并提出了在设计、制造晶体硅太阳电池接线盒内部金属导电体和铝边框断面上出现的外腐蚀现象，目前各生产厂家已经采取相应的措施，该问题得到有效解决，这里不在讨论。但对太阳电池组件内部产生的腐蚀问题，本文将重点进行分析讨论。一般来说，太阳电池组件产生的内部腐蚀主要是由助焊剂的腐蚀性

3、和组件生产环境的洁净度决定的。许多厂家在选用助焊剂的时候，主要以助焊效果为标准，即助焊效果好，就说明是好的助焊剂，很少考虑助焊剂的安全性和对组件电性能的影响。据有关资料证明，助焊剂的助焊效果和腐蚀性是成反比的，即往往助焊效果越好，它的腐蚀性就越强。目前很多组件生产厂家都在使用电子工业中使用的助焊剂，这种助焊剂主要以有机酸为主，但电子产品制造和太阳电池组件制造在助焊剂的使用方法上还是有很大区别的。二者焊接时的接触部位不同，电子产品是先密封然后对电子元器件的管脚进行焊接，接触部位较少，且都是在相对密闭的

4、环境中使用，对核心部分的正常运行不会造成影响；而太阳电池是先进行焊接后再真空层压密封，经过密封后形成的光伏组件要在野外恶劣的气候环境下使用，且助焊剂与太阳电池表面和EVA胶膜直接接触。长期的实践证明，在太阳电池组件生产过程中由于助焊剂选择不当，是造成太阳电池组件失效的重要原因之一。组件生产厂家在选择助焊剂时，应在保证助焊效果的前提下，采用中性的免清洗助焊剂。具体要求是：焊后残留物较少、对电池片本身和EVA胶膜无腐蚀性，有足够的热稳定性，且对环境无污染，对操作者无伤害，安全可靠。另外，前几年有些组件生

5、产厂家使用的玻璃纤维也是导致组件内部产生腐蚀的原因之一。使用玻璃纤维虽然有利于组件内部空气的排除，避免气泡的产生；但是玻璃纤维本身就显弱碱性，吸水性很强，杂质含量很高，因此导致组件在使用的过程中就会产生发黄、变色，电性能下降等现象。目前，国内组件生产厂家已经很少使赵国强，男，助理工程师，E-mail：gfzgq@163．corn光伏组件生产环境的净沽度也是出现腐蚀现象的一个主要来源之一。目前，国内大部分组件生产采用人工操作，每道工序应避免裸手直接接触电池片，应戴汗布手套或指套，以减少对电池片的污染，

6、时刻保证工作台面的清洁和生产环境的通风换气，电池片很容易吸潮，在生产过程中应尽量缩短从开包到封装的时间，如果暂时不用一定要密封保存，避免生产过程中产生的人为污染。在组件使用的过程中，总有一些组件在使用2—3年以后出现功率明显下降电性能明显衰减的现象，有些甚至超过了当初承诺的组件10年内功率衰减10％，20年内功率衰减20％的比例。组件产生这种电性能衰减的因素有很多，如原材料自身原因、生产工艺不成熟、生产环境因第一，太阳电池片本身就存在一定的衰减。晶体硅太阳电池组件开始使用一段时间以后，在电性能方面都

7、会出出现l％～2％不同程度的衰减，这是由电池片本身材料特性所决定的，由于电池片中的硼、氧在光照能量下激发、反应，产生硼氧复合对，形成载流子复合中心，从而导致电池片转换效率下降。第二，EVA胶膜的使用不当导致组件电性能下降。我们知道EVA是太阳电池组件封装过程中一种非常关键的原材料，EVA的使用不当也会导致组件电性能下降。EVA在常温状态下不发粘，加热到所需的温度后将发生本质的变化(包括物理变化和化学变化)，将三层材料(钢化玻璃、太阳电池片和绝缘背板)粘接到一起，形成太阳电池组件，主要起到粘接密封的作

8、用。EVA交联度是测试EVA胶膜经过层压、固化以后达到热熔交联程度的指标，正常情况下，EVA的交联度至少要达到60％以上，这样才能保证组件在恶劣的环境中长期、稳定、安全运行。如果EVA交联度达不到规定的要求，EVA的性能很不稳定，在正常使用的过程中，抗紫外性能很差，很容易发生热胀冷缩导致电池片隐裂或短路，久而久之，这种电池片的电阻就会增大，在强烈太阳光的照射下，其局部温度迅速升高，甚至出现电池片炸裂，最终导致了太阳电池组件的失效。第三，焊接对电池片造成的潜在损伤导致组