太陽能電池組件測試曲線異常分析

【摘要】本文對太陽能電池組件在測試過程中出現(xiàn)的異常曲線進(jìn)行了分析， 并對生產(chǎn)過程進(jìn)行了規(guī)范控制，提高產(chǎn)品的合格率。

【關(guān)鍵詞】太陽能；測試；電池片；曲線；異常

引言

太陽模擬器是一種在室內(nèi)模擬太陽光的設(shè)備，包括工作平臺、熱輻射光源，還包括控制裝置、光照傳感器以及溫度傳感器。它專門用于太陽能單晶硅、多晶硅、非晶硅電池組件的電性能測試。隨著太能能光伏發(fā)電技術(shù)的不斷普及，太陽能組件模擬儀主要是測試組件的伏安特性曲線，本文對太陽模擬儀所測試的組件產(chǎn)生異常曲線進(jìn)行了分析。

1、標(biāo)準(zhǔn)的測試條件

標(biāo)準(zhǔn)測試條件：輻照度為1000W/m2，太陽電池組件溫度為25± 2℃，大氣質(zhì)量AM1.5。

輻照度：入射到單位表面面積上的輻射功率（W/cm2）

大氣質(zhì)量：AM是air mass的簡稱，意思是大氣質(zhì)量，是指太陽光穿過大氣層的光學(xué)路徑。在地球的大氣層外的太陽光譜分布，大氣質(zhì)量定義為零，即AM0。

AM1：光譜接近于太陽光直接垂直射地面時(shí)的光譜分布；

AM1.5：光譜接近于太陽光直接48.2度照射地面時(shí)的光譜分布；

2、組件測試

在標(biāo)準(zhǔn)的測試條件下對光伏組件進(jìn)行測試，用太陽模擬儀測試成品組件，是對產(chǎn)品出廠前的一個(gè)判定，確保出廠合格率，為提高產(chǎn)品在過程中質(zhì)量控制，可以在將電池片焊接成串，在進(jìn)行敷設(shè)之前對電池串進(jìn)行測試，最后在組件裝框之后進(jìn)行的測試并保存測試數(shù)據(jù)，太陽電池組件由于某些原因，功率達(dá)不到預(yù)期值，甚至比預(yù)期值小許多，測試曲線會(huì)表現(xiàn)的比較差，為方便查找其原因，對曲線差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸類，并通過工藝經(jīng)驗(yàn)找到其對于的原因進(jìn)行分析。

3、問題描述與原因分析

在測試過程中，標(biāo)準(zhǔn)的合格的測試曲線如上圖，但往往測試過程都會(huì)出現(xiàn)不一樣的曲線差組件。

3.1曲線1處出現(xiàn)問題

如1處曲線有臺階，且緩慢下降，則是電流分檔問題，此組件中混有電流檔Isc偏低或偏高的電池片，也是就是我們常說的電池片等級混造成的。同一檔次的電池片性能不一致。造成這種情況的原因：電池分選測試時(shí)的誤判；電池自身的衰減不一致；人為的混片，如電池上信息不準(zhǔn)確，有可能貼錯(cuò)標(biāo)簽、混包，電池外觀檢驗(yàn)時(shí)的混片等。

3.2曲線1和2之間出現(xiàn)問題

如1和2之間曲線轉(zhuǎn)折，且快速下降，則是電池片問題，此組件中混有隱裂或碎片，在操作過程中產(chǎn)生。造成這種情況的原因：電池片自身存在的隱裂。手工焊接過程造成的裂片或隱裂片，焊背面時(shí)，正面互連條脫開，使互連條與電池間存在錫粒，層壓造成電池破裂，機(jī)器焊接曲線異常的比例一般小于手工焊接。

3.3曲線2處出現(xiàn)問題

如2處有明顯下滑，則是組件中電池片填充因子太低造成的，也就是我們常說的熱斑，是電池制造原因：硅材料自身的缺陷；電池制造原因；其它，例如虛焊，焊接不良，組件中異物引起短路。

3.4曲線3處出現(xiàn)問題

如3處平滑下降有拱起，則是電壓分檔不均。

4、處理方法

在太陽能電池測試時(shí)發(fā)現(xiàn)曲線異常后的處理方法，防止不良組件流到客戶手中，要從源頭開始控制。

電池生產(chǎn)線先外觀檢驗(yàn)，后測試分選，防止測試分選后再外觀檢驗(yàn)造成混片。組件生產(chǎn)時(shí)用整包的電池片，不用散包，防止混片，散包電池必須重新分選測試，湊成整包后再做組件。組件補(bǔ)片原則，一定要補(bǔ)同一檔次的電池，同一色號的電池片。焊接前檢查隱裂片。焊串模板定期檢查，防止互連條脫焊，電池串月牙，大小縫等，加強(qiáng)虛焊檢查，防止虛焊。在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格檢查異物。層壓后組件轉(zhuǎn)運(yùn)車改為玻璃垂直放置，搬運(yùn)時(shí)盡量減少玻璃彎曲。控制現(xiàn)場合適的溫濕度條件，組件不允許>50℃時(shí)裝框。

目前曲線異常依然存在，很多組件都有不同程度的熱斑等問題，有些措施實(shí)施起來有些難度，進(jìn)展還需要時(shí)間和相關(guān)設(shè)備，還有措施實(shí)施的還不徹底，仍然需要持續(xù)改進(jìn)。

結(jié)束語

隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)控制光伏產(chǎn)品的質(zhì)量，當(dāng)太陽能電池組件中出現(xiàn)問題電池片，應(yīng)針對問題電池片進(jìn)行更換并進(jìn)行控制分析，杜絕不合格產(chǎn)品流入下到工序，提高產(chǎn)品合格率。