雙玻組件的制作與質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)

高曉清/1.青海省聚能電力有限公司 2.身份證號(hào)碼: 632126199003070063

雙玻組件的制作與質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)

高曉清1.2/1.青海省聚能電力有限公司 2.身份證號(hào)碼: 632126199003070063

現(xiàn)在傳統(tǒng)的背板組件里面帶來(lái)的90%以上的問(wèn)題，都是因?yàn)楸嘲宓膯?wèn)題引起?？梢钥闯鲈陲L(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(duì)雙玻組件的制作過(guò)程，為降低隱裂率、延長(zhǎng)壽命等高品質(zhì)光伏電站提供了最好的解決方案。

層壓工藝；質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)；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(yáng)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(guó)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(guó)內(nèi)外電站的質(zhì)量問(wèn)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(wèn)題。該問(wèn)題引發(fā)了國(guó)內(nèi)外對(duì)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(kāi)始被高度關(guān)注。一些國(guó)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(wèn)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(wèn)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(shù)脂快速降解有密切的關(guān)系。EVA樹(shù)脂遇水即開(kāi)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(yú)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(zhǎng)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(shì)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(duì)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(lái)的2mm，玻璃原材料剛性差。對(duì)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(guò)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(duì)生產(chǎn)管理提出了更高的要求。對(duì)于層壓工序，采用傳統(tǒng)的下層加熱層壓機(jī)會(huì)令層壓時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，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(guò)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(huì)出現(xiàn)正面溢白問(wèn)題。

（二）解決方案

1.加長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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?jī)?yōu)勢(shì)

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(méi)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(wú)邊框設(shè)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生負(fù)偏壓，無(wú)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(cè)試條件（STC）測(cè)定的峰值輸出功率減掉組件負(fù)公差，損耗不超過(guò)：第一年損耗為2.5%，此后每年損耗為0.5%，從質(zhì)保開(kāi)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(guò)測(cè)試證明，1500V電壓等級(jí)下，PID效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)加大，原有的防PID等級(jí)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(jí)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(jí)高的雙玻組件的防火等級(jí)由以前的傳統(tǒng)組件C級(jí)升至A級(jí)。

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(guò)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(jí)，適合更高的防火等級(jí)地區(qū)安裝使用。

6.有效的降低了組件生產(chǎn)過(guò)程中組件內(nèi)部電池片隱裂情況，組件成品 A級(jí)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(guò)程中，兩面玻璃對(duì)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%。

中道零隱裂率 84.95%90.49%87.77%83.76%87.04%85.22%后道零隱裂率 71.01%81.86%87.66%82.66%83.71%84.31%隱裂升高比例 16.41% 9.54% 0.13% 1.31% 3.83% 1.07%常規(guī)組件（隨機(jī)抽取6天數(shù)據(jù)）平均隱裂升高比例5.00% 隱裂未增加比例 95.00%裝箱運(yùn)輸后隱裂升高2.00% 隱裂未增加比例 93.00%0.00% 隱裂未增加比例 100.00%雙玻組件（試驗(yàn)數(shù)據(jù)）中到后道隱裂率增高裝箱運(yùn)輸后隱裂升高0.00% 隱裂未增加比例 100.00%

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(lèi)組件可適合于更嚴(yán)酷的環(huán)境。

[2]高等級(jí)的防火等級(jí)使組件使用更安全。

[3]雙玻組件的壽命更長(zhǎng)，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(yǔ)

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(wèn)題就是確認(rèn)風(fēng)壓對(duì)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(duì)組件的損傷，還需要一定的數(shù)據(jù)支持。

[1]光伏組件質(zhì)量問(wèn)題分析及安裝質(zhì)量控制，林超.

[2]太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.9.

[3]用于雙玻光伏組件的兩種封裝材料可靠性的實(shí)驗(yàn)室研究，2012.01.

[4]光伏組件加工工藝與質(zhì)量控制，鄭軍.