“串字形”電池性能的研究分析

（英利能源（中國）有限公司，河北 保定 071051）

摘 要：通過對“串字形”光伏電池在太陽能組件應(yīng)用的設(shè)計理論研究和具體實驗考證，得出該型電池在直接識別電池隱患方面，封裝損失與常規(guī)電池持平，成本低等方面存在較大優(yōu)勢;但在流水線生產(chǎn)和性能驗證方面還存在繼續(xù)優(yōu)化的空間，需要合理優(yōu)化使用的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：串字形光伏電池;優(yōu)勢;性能測試

1 研究背景

國內(nèi)很多光伏太陽能組件供應(yīng)商為應(yīng)對日本光伏太陽能電池三柵專利，針對日本市場開發(fā)串字形電池，自2009年12月份開始投入，經(jīng)歷過前后不同的研發(fā)改進，本著降低成本的原則國內(nèi)普遍應(yīng)用葫蘆串型電池。由于絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，為組件的制作過程更加容易的規(guī)避開焊等質(zhì)量問題的提供了支持，但是同時在組件生產(chǎn)過程和組件產(chǎn)品可靠性上也存在一些問題，如果處理不當(dāng)可能會給客戶帶來一定質(zhì)量隱患。現(xiàn)將串字形電池采用辯證法對其電性能進行研究。

2 串字形電池優(yōu)勢分析

2.1 有益于開焊問題檢驗

串字形電池在焊接過程中出現(xiàn)的開焊、虛焊問題，從EL圖（圖1）上來看，現(xiàn)象較為明顯，能夠方便的辨識出來，并有助于防止焊接不良問題流通到下工序。通過串字形的改進，使得過程質(zhì)量控制中難以解決的開焊、虛焊等問題更易被察覺，為后續(xù)減少質(zhì)量問題和質(zhì)量損失提供了幫助。

2.2 封裝損失

串字形電池在投入初期，進行封裝損失驗證，實驗電池經(jīng)過重新分選，在電池與組件測試使用相同設(shè)備和測試標(biāo)準(zhǔn)的條件下，對比結(jié)果顯示，串字型電池與細(xì)連柵電池封裝損失基本持平。這說明該型電池相對于其他電池來說，在理論和實際驗證上發(fā)電效果相差無幾，封裝損失基本持平，但在生產(chǎn)成本上具有一定的優(yōu)勢。

3 串字形電池劣勢分析

3.1 生產(chǎn)問題匯總

（1）電池片劃痕。由于電池片人工分選等操作對電池片產(chǎn)生摩擦，易造成電池片正面細(xì)柵劃傷，串字形電池由于其1/3分體結(jié)構(gòu)，原來對于細(xì)連柵電池?zé)o明顯影響的中間位置劃痕也會在EL中顯示黑斑，如圖2。

如控制不好，電池片劃痕問題會較為普遍，尤其以國內(nèi)雙次印刷線更為突出。電池片劃痕還會對組件碎片率產(chǎn)生不良影響。

（2）電池片斷柵。與劃痕問題相似，由于電池細(xì)柵印虛或斷柵，也會增加中間位置出現(xiàn)斷柵陰影的幾率，且由于斷柵問題常常連續(xù)出現(xiàn)多片，無法滿足組件產(chǎn)品對電池片斷柵數(shù)量的要求，生產(chǎn)控制難度增大。

由于電池印刷環(huán)節(jié)細(xì)柵線虛印及包裝分選操作不當(dāng)，引起電池細(xì)柵線斷柵，易使雙次印刷電池片及組件在EL檢測時出現(xiàn)單片電池片斷柵較多的問題，造成電池片不合格及組件的返修，若采取增加線寬的措施改善這種狀況，會使制造成本有所增加。

（3）電池片1/3暗片。自從串字型絲網(wǎng)投入生產(chǎn)，各市場先后反饋組件環(huán)節(jié)EL出現(xiàn)1/3暗片，以低效電池問題更為突出，且從焊接外觀觀察無開焊、虛焊現(xiàn)象，不易斷定問題原因。

通過將問題電池連同焊帶一起拆下，進行激光劃片，每1/3片分別進行IV測試才找到問題原因。問題電池偏暗部分電池效率明顯較低，電池片本身三部分的效率不一致。

3.2 組件可靠性問題

美國PVTL實驗室測試結(jié)果。為驗證不同類型電池的電性能及衰減程度，我們進行了如下實驗：在美國實驗室，對不同電池組件進行相同測試項目的試驗，最好觀察衰減情況。

據(jù)2014年4月美國PVTL實驗室出具的一份關(guān)于不同電池的測試報告顯示，測試項目為：靜載荷+動載荷+TC50+HF10，測試結(jié)果：三柵串型電池功率衰減較大。

據(jù)2014年9月15日，美國實驗室出具第二份測試報告顯示，針對葫蘆串型絲網(wǎng)與臺灣電池進行對比，測試項目與第一次實驗相同，但報告結(jié)果葫蘆串型絲網(wǎng)電池組件功率衰減比臺灣產(chǎn)電池高出2-4倍。

通過對EL圖進行分析，可以看到由于細(xì)柵間斷，造成的EL變暗區(qū)域明顯增多，從而加重組件功率衰減。

經(jīng)過對組件進行分析后，確定以上4片電池EL變黑的原因為相連電池片背面連接出現(xiàn)異常，且發(fā)現(xiàn)背電極明顯脫落現(xiàn)象。串字形絲網(wǎng)間斷設(shè)計無疑加重了組件功率衰減的程度。

4 總結(jié)

綜合生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，串字形絲網(wǎng)設(shè)計加重了劃痕、斷柵等問題對組件的影響，使生產(chǎn)難度增大，對碎片率等指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。

從組件可靠性測試結(jié)果來看，串字形絲網(wǎng)使老化測試后組件功率衰減程度增大，增加了產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險，使產(chǎn)品可能會存在一定的質(zhì)量隱患。因此，從技術(shù)角度考慮，希望生產(chǎn)可以結(jié)合市場需求安排絲網(wǎng)使用，優(yōu)化串字型電池工藝和質(zhì)量控制，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡子琦.晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷工藝研究[D].2013（06）.

[2]劉冬.太能能電池片絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的研發(fā)[D].

[3]網(wǎng)印工業(yè)[M].太陽能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，2008（08）.