太阳能光伏组件失效模式介绍

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1、太阳能光伏组件失效模式介绍无锡尚德太阳能电力有限公司朱景兵博士R&D副总裁2012-12-061AllRightsReserved©Suntech内容引言太阳能光伏组件失效模式太阳能光伏组件长期可靠性测试2AllRightsReserved©Suntech01引言3AllRightsReserved©Suntech环境因素对光伏组件的影响太阳能光伏组件的质保是25年最大功率衰减不超过20%。在实际户外使用时光伏组件会受到各种环境因素的侵蚀。辐射：太阳、天空温度：热、霜冻、日湿度夜温差变化机械应力：风载、雪载、

2、湿气：冰雹冲击雨、露水、霜大气：盐雾、灰尘、沙、污染4AllRightsReserved©Suntech太阳能光伏组件失效模式5AllRightsReserved©Suntech失效浴盆曲线6AllRightsReserved©Suntech02太阳能光伏组件失效模式7AllRightsReserved©Suntech1.室外失效模式互联条断裂焊接失败电池隐裂/裂片热斑接线盒失效电池片腐蚀打弧分层PID现象封装材料变色玻璃碎裂焊带处白斑飓风破坏蜗牛纹其他8AllRightsReser

3、ved©Suntech互联条断裂材料热应力不匹配或是反复的机械应力导致互联条断裂。失效原因—热膨胀系数不匹配—电池片尺寸过大—焊带厚度不匹配—层压过程中焊带变形、扭曲—电化学过程影响—组件开路。—系统工作电流从二极管流过，容易导致二极管过热损坏。9AllRightsReserved©Suntech电池隐裂/裂片机械应力导致晶体硅电池隐裂失效原因—电池片、玻璃减薄—电池/组件生产制程不当—边框强度不够—不正确的包装方式导致运输过程中易隐裂—粗暴安装—踩踏10AllRightsReserved©Suntec

4、h隐裂的分类—A类型的隐裂，功率损失与电池片隐裂数量成线性关系，通常功率损失小于2.5%；—B类隐裂，可能会演变为C类隐裂；—C类型的隐裂，不工作的区域小于电池面积的8%，对功率的影响是可接受的。M.Kontges’spresentationNRELPVModuleReliabilityWorkshop,201111AllRightsReserved©Suntech电池片腐蚀湿气进入组件内部导致电池的金属化部分腐蚀失效原因—封装材料水汽渗透率过高—封装材料吸水性强—EVA水解产生的醋酸对电池金属化材料的腐蚀

5、—电池金属化材料对水汽较为敏感影响—腐蚀导致电阻增加，从而影响输出功率12AllRightsReserved©Suntech分层玻璃和EVA之间分层，EVA和电池之间分层，背板和EVA之间分层失效原因—封装材料对紫外、湿气等敏感导致材料之间的粘接力被破坏—金属离子的污染（如：玻璃中过量的Na+析出）13AllRightsReserved©Suntech封装材料变色EVA变色—过热或UV照射—EVA交联度不足会加速EVA变色—EVA中的添加剂导致变色背板变色—背板是紫外敏感的材料—EVA紫外高透，从而加速

6、紫外敏感的背板材料变色—EVA中紫外吸收剂分解，从而加速紫外敏感的背板材料变色EVA变色可能会影响透光率有一些，从而导致功率轻微下降背板变色不会影响功率，但是可能会导致粘接力及绝缘性能劣化14AllRightsReserved©Suntech焊带处白斑助焊剂残留导致焊带处出现白斑解决方法—提高助焊剂烘干温度—延长助焊剂烘干时间15AllRightsReserved©Suntech蜗牛纹16AllRightsReserved©Suntech根据目前的研究，蜗牛纹可能产生的原因如下：17RefertoAbu

7、Dhabu,UnlockingthesecretofAllRightsReserved©Suntechsnailtrails,science&technology.目前，PIBerlin提出了如下的测试程序，用以验证蜗牛纹。18AllRightsReserved©Suntech焊接失败温度、机械电气等应力的变化导致焊接点破坏失效原因—虚焊—焊带与银浆或是银浆与硅片之间附着力不足—焊接点减少影响容易导致打弧，组件烧毁；或是组件开路19AllRightsReserved©Suntech热斑当组件的Imp超过

8、被遮挡的电池或是有缺陷的电池的Isc时，容易导致热斑过热现象的产生失效原因—电池表面有异物—电池之间不匹配—电池缺陷如右下图所示—二极管并联的电池片数量过多—部分遮挡—焊接不良影响—焊接处融化—过高的温度导致封装材料和背板的老化—局部过热导致玻璃碎裂反向EL图对应的IR图20AllRightsReserved©Suntech组件各类热效应与电气性能失效的对应关系De