太陽能光伏電池：蝸牛紋的分析

近年來，越來越多的神秘的寬如手指的暗色線條縱橫分布在太陽能電池表面。這一現(xiàn)象并不是真正由蝸牛爬行造成的，其實(shí)它是一種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。 　　蝸牛爬痕通常會沿著電池的微裂痕出現(xiàn)，因此微裂痕看起來很顯眼，但不是所有出現(xiàn)微裂痕的組件都會出現(xiàn)污點(diǎn)。根據(jù)目前對該問題的了解，受影響的組件性能衰退與蝸牛爬痕本身關(guān)系并不大，反而是與蝸牛爬痕下面的微裂痕關(guān)系更大。如果一條裂痕將一塊電池的一部分分隔開來，電流不能從手指電極流向匯流條。如果所謂的電池?cái)嗔堰_(dá)到電池表面積的8 %，就將對其產(chǎn)出產(chǎn)生不良影響——換言之，“死區(qū)”越大，產(chǎn)出衰減越大。如果電池?cái)嗔巡课贿_(dá)到12 %，產(chǎn)出相對斷裂區(qū)域則出現(xiàn)線性下降，德國ISFH研究所認(rèn)為對組件產(chǎn)出的影響是由出現(xiàn)斷裂表面的電池?cái)?shù)決定的。 　　組件廠一直認(rèn)為蝸牛紋是由微裂痕造成的，微裂痕是在生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝過程中，或者當(dāng)組件暴露在強(qiáng)震動中時(shí)都可能發(fā)生。組件的生產(chǎn)是經(jīng)過電池片的生產(chǎn)，包括硅錠，線切割，硅片清洗，擴(kuò)散制結(jié)，等離子刻蝕，去磷硅玻璃，減反射膜制備，絲網(wǎng)印刷，燒結(jié)，檢測分級，這期間由于通過單片功率測試和刪選，隱裂的幾率比較小。 　　組件的制備過程是將玻璃，EVA，電池片，EVA，背板進(jìn)行疊層，然后層壓固化的過程，與電池片親密接觸的是EVA材料。因?yàn)樵谥圃旖M件的過程中，要測試兩次EL成像圖，所以可以排除電池片發(fā)生隱裂的可能。層壓后的組件經(jīng)過安裝邊框，裝電線盒，打硅膠，清理組件表面等步驟制程。筆者認(rèn)為，蝸牛紋的產(chǎn)生并非是隱裂造成的，而是后續(xù)使用過程中，由于EVA材料的交聯(lián)度和形變不同，將電池片拉斷引起裂痕，電池片表面的銀漿被濕氣和EVA中殘留的過氧化物氧化生成納米級氧化銀，顯示出黑色的紋路。 　　EVA材料的交聯(lián)度和形變?yōu)槭裁磿煌?？因?yàn)殡S著EVA封裝材料越來越便宜，生產(chǎn)EVA膠膜的企業(yè)利潤越來越低，為了節(jié)約成本，他們會將邊角料裁切碎，再進(jìn)行二次加工，EVA膠膜是由不同廠家提供的EVA膠粒，配上交聯(lián)劑，抗氧劑，偶聯(lián)劑等助劑加工而成，在流延過程中，會裁切掉一部分邊角料，邊角料含有不同分子量，不同熔點(diǎn)，不同VA含量的混合物，再繼續(xù)添加進(jìn)去勢必造成膠膜的交聯(lián)度和形變不同，剛開始層壓出來沒有任何現(xiàn)象，在使用過程中，經(jīng)過高低溫，高電壓，高溫高濕等環(huán)境下應(yīng)用，由于交聯(lián)度不同，造成熱脹冷縮不一樣，拉碎了電池片造成隱裂，后續(xù)的銀漿遇到濕氣，被氧化之后形成納米級的黑色的爬痕。 　　為了解決蝸牛紋的問題，組件廠一定要從源頭杜絕使用添加回收料的EVA膠膜，認(rèn)真測試每批次的硫化曲線，確保材料的均一性。因?yàn)橘|(zhì)量是企業(yè)的關(guān)鍵，好材料才能保證組件的質(zhì)量，為電站負(fù)責(zé)。