雙玻組件的制作與質(zhì)量優(yōu)勢

高曉清

【摘 要】現(xiàn)在傳統(tǒng)的背板組件里面帶來的90%以上的問題，都是因?yàn)楸嘲宓膯栴}引起。可以看出在風(fēng)沙環(huán)境、高溫高濕環(huán)境之下，組件容易變黃、打磨或者容易產(chǎn)生PID、蝸牛紋、組件失效、脫落的機(jī)率就很高。本文針對雙玻組件的制作過程，為降低隱裂率、延長壽命等高品質(zhì)光伏電站提供了最好的解決方案。

【關(guān)鍵詞】層壓工藝；質(zhì)量優(yōu)勢；隱裂率；使用壽命；PID

引言

雙玻光伏組件顧名思義就是指由兩片玻璃和太陽能電池片組成復(fù)合層，電池片之間由導(dǎo)線串、并聯(lián)匯集到引線端所形成的光伏電池組件。隨著國內(nèi)外前期投資的光伏電站的陸續(xù)并網(wǎng)發(fā)電并運(yùn)行一段時(shí)間后，國內(nèi)外電站的質(zhì)量問題大規(guī)模出現(xiàn)，許多電站爆發(fā)出了蝸牛紋、PID衰減等的品質(zhì)問題。該問題引發(fā)了國內(nèi)外對電站品質(zhì)的高度關(guān)注。由于有機(jī)材料的壽命短、耐候性差，光伏組件中的EVA膠膜和背板的質(zhì)量開始被高度關(guān)注。一些國內(nèi)電站由于使用了劣質(zhì)的EVA膠膜導(dǎo)致70%的組件發(fā)生大規(guī)模的蝸牛紋問題，還有的電站在運(yùn)行一年左右就發(fā)現(xiàn)了高達(dá)60%的衰減。

這些問題除了野蠻施工外，往往和水汽穿透背板導(dǎo)致劣質(zhì)EVA樹脂快速降解有密切的關(guān)系。EVA樹脂遇水即開始分解，其分解產(chǎn)物含醋酸，醋酸腐蝕光伏電池上的銀柵線、匯流帶等，使組件的發(fā)電效率逐年下降。一些近水的光伏發(fā)電項(xiàng)目，比如魚光互補(bǔ)、灘涂電站、農(nóng)業(yè)溫室以及早晚露水大的地區(qū)的光伏項(xiàng)目很快就成了高危項(xiàng)目。由于目前電站持有方按度電計(jì)算投資回報(bào)率，所以組件的長期可靠性、耐后性成為光伏組件廠首先需要考慮的。

雙玻組件的優(yōu)勢為高品質(zhì)光伏電站提供了最好的解決方案。

一、雙玻組件的技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

（一）技術(shù)難點(diǎn)

1.由于雙玻的特殊結(jié)構(gòu)和材料組合，對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中的一些環(huán)節(jié)管控更嚴(yán)，如在層疊工序，因玻璃厚度減為2.5mm，甚至將來的2mm，玻璃原材料剛性差。對玻璃搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)須有設(shè)備完成。此外，由于雙玻組件不可能返工，所以必須在生產(chǎn)過程中做好預(yù)防、檢查工作，防止組件因存在裂片等不良電池造成組件的報(bào)廢。這就對生產(chǎn)管理提出了更高的要求。對于層壓工序，采用傳統(tǒng)的下層加熱層壓機(jī)會令層壓時(shí)間會延長，令產(chǎn)能和生產(chǎn)效率降低。

2.雙玻組件由于正面和背面都是剛性特性的玻璃，所以在層壓過程中容易出現(xiàn)氣泡、電池片的隱裂和電池串直接的位移。

3.使用白色EVA生產(chǎn)組件，層壓后會出現(xiàn)正面溢白問題。

（二）解決方案

1.加長層壓加壓時(shí)間，降低層壓后電池片的隱裂率。

2.降低層壓溫度同時(shí)加長抽真空時(shí)間，使EVA緩慢反應(yīng)，避免層壓后氣泡的產(chǎn)生。

3.加長層壓升壓時(shí)間，主要是降低層壓機(jī)上腔加壓時(shí)的沖擊力，而降低組件內(nèi)部電池的隱裂。

4.篩選后采用延展性和收縮率較小的EVA，有效的避免了溢白和并片等不良的產(chǎn)生。

從理論上講，用玻璃代替背板可使組件各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到顯著提升。

三、質(zhì)量優(yōu)勢

1.有效的避免了傳統(tǒng)組件PID造成的功率大幅度衰減。

傳統(tǒng)邊框組件應(yīng)用在大中型光伏電站發(fā)電時(shí)，逆變器沒有做接地保護(hù)，導(dǎo)致組件產(chǎn)生負(fù)偏壓，特別是在潮濕的環(huán)境下，組件又可能形成漏電通路，使玻璃重的鈉離子遷徙而影響組件輸出功率，造成大面積功率損失。

PID形成的必要條件：濕度/水汽； 溫度； 材料電阻率；邊框型材的偏壓。

總結(jié)：無邊框設(shè)計(jì)不會產(chǎn)生負(fù)偏壓，無需接地，玻璃代替背板透水率幾乎為零 ，從根本上杜絕PID現(xiàn)象產(chǎn)生。

2.雙玻組件的使用壽命提高到25年以上。

依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）測定的峰值輸出功率減掉組件負(fù)公差，損耗不超過：第一年損耗為2.5%，此后每年損耗為0.5%，從質(zhì)保開始日到第30年的功率輸出效率不低于83%。

3.系統(tǒng)電壓由1000V提升到1500V。

經(jīng)過測試證明，1500V電壓等級下，PID效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)加大，原有的防PID等級不適用于新的標(biāo)準(zhǔn)，雙玻組件由于正背兩面均為鋼化玻璃，鋼化玻璃的局部放電電壓高于背板的局部放電電壓。

在1500V電壓等級下，電站可降低監(jiān)造成本，組件組串、線纜、匯流箱的數(shù)量都有所降低，電站的系統(tǒng)效率預(yù)期可以提升1.5-2%。

4.采用白色EVA的雙玻組件封裝損失可以由使用傳統(tǒng)透明EVA雙玻組件的5%降低到1.5%。

由于正常組件的背板為白色，所以光線照到背板上后反射到鋼化玻璃上再反射到電池片上進(jìn)行吸收利用，則透明雙玻組件比常規(guī)組件封裝損失大；白色雙玻組件使用的是白色高反射的EVA，比白色背板的反射率更大，則封裝損失更小，達(dá)到0.44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于技術(shù)指標(biāo)的目標(biāo)值1.5%。

5.由于采用兩面均為防火等級高的雙玻組件的防火等級由以前的傳統(tǒng)組件C級升至A級。

雙玻組件的正反面均為不易燃燒的鋼化玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光伏組件背板，能夠大幅度的降低組件在使用過程中因易燃原因?qū)е碌幕馂?zāi)情況，雙玻組件可以有更高的安全等級，適合更高的防火等級地區(qū)安裝使用。

6.有效的降低了組件生產(chǎn)過程中組件內(nèi)部電池片隱裂情況，組件成品 A級品率由目前的90%提升至96%。

由于組件兩面均為剛性的鋼化玻璃，組件層壓后在傳輸、作業(yè)、或者搬運(yùn)過程中，兩面玻璃對組件內(nèi)部電池片進(jìn)行保護(hù)，在后期均為出現(xiàn)隱裂增加情況，提升達(dá)到7%，完成目標(biāo)值的6%。

總結(jié)：

[1]雙玻組件由于兩面均為耐候性更強(qiáng)的鋼化玻璃則此類組件可適合于更嚴(yán)酷的環(huán)境。

[2]高等級的防火等級使組件使用更安全。

[3]雙玻組件的壽命更長，光衰更低，收益更高。

[4] 雙玻組件由于兩面均為鋼化玻璃，則更利于回收材料。

四、結(jié)束語

雙玻組件目前有封邊和不封邊兩種設(shè)備方案。而比較合理的方案是在雙玻組件的四周加裝丁基膠帶，以隔絕EVA膠膜和水汽、氧氣的接觸。雙玻組件另一個(gè)急需回答的問題就是確認(rèn)風(fēng)壓對其究竟有多大的影響。由于失去了四邊的鋁框的定型作用，雙層玻璃在風(fēng)壓下是否可以避免風(fēng)壓造成對組件的損傷，還需要一定的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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