光伏培训之光伏组件详解.ppt

太阳电池组件课件 2017年5月5号 I 太阳电池组件定义 II 太阳电池组件工艺简介 III 太阳电池组件质量控制管理 IV 太阳电池组件问题分析 目录 耐候性能差 衰减将会非常迅速 工作电压低仅0 5V左右 单片功率低厚度越来越薄目前180um居多电极暴露在空气中非常容易氧化 硅太阳电池 安装运输将非常困难 因此 电池片需要做成组件后才可以使用 什么是组件 晶体硅组件定义 4 晶体硅组件定义 6 晶体硅组件定义 ABCD 将一定数量的单片电池采用外串联的方式 通过内部联接后封装的 能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池组合装置 称为太阳电池组件 三明治 的封装结构成为晶体硅太阳电池的主要结构形式 太阳电池组件 太阳电池方阵 太阳电池 晶体硅组件定义1 简单的说组件就是直接把光能转化成电能 可在户外 阳光下 长时间工作的发电产品 组件生产处于晶体硅太阳能产业链的下游 硅料 硅片 电池 组件 系统运用 属高新技术之列 晶体硅组件定义2 太阳电池组件分类 太阳能电池按其所用原料不同可以分为晶体硅太阳能电池 薄膜电池 染料敏化电池和有机太阳能电池等几类 其中染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池尚处于实验研发阶段 市场占有率极低 图1显示了欧洲光伏产业协会 EPIA 列举的太阳能光伏电池分类及市场占有份额 从图1中可以看出 晶体硅电池仍是光伏产业的主流产品 市场占有份额约90 薄膜电池领域中 化合物薄膜电池市场占有份额在1 2以上 高于非晶硅薄膜电池 晶硅电池和薄膜电池占比情况 图片参考 12 晶硅电池片生产流程 根据对不同市场的理解和需求 新产品研发和定制化产品不断的推陈出新 离网组件 单晶36系列多晶36系列 BIPV应用 公用事业 商业屋顶 家用屋顶 单晶60系列单晶72系列 单晶组件 多晶60系列多晶72系列 多晶组件 透明组件双玻组件 普黑组件全黑组件 黑色组件 离网应用 丰富的晶体硅太阳组件产品线 高端 高效组件系列 ThinkBLACKMono250W 260W ThinkTOPMaximum300Win60cells ThinkSMARTTigoSmartJunctionBox 全球第一款获得TUV测试证书的纯黑单晶组件 全球第一款100 纯黑组件 通过抗PID测试的TUV证书 获得氨气以及盐雾测试TUV证书 Perlight全球第一款纯黑组件 PERC太阳能电池 钝化发射极背面接触太阳能电池 PERC技术通过将在该单元的后侧的电介质钝化层增加转换效率 被示为上述图像中的黄色层 THINKTop组件的量产 使用PERC太阳能电池技术 该最高21 56 晶体太阳能电池 比传统的60片250W模块多20 的电力 最大300W 60片 THINKSmartPVModulepossibleforAllTypePanels 使用智能TIGO接线盒 5款系统智能模块 智能接线盒模块 串长增加高达30 太阳电池组件新产品 高效单晶 半片 高效单晶 轻质组件 黑硅高效 多晶 太阳电池组件新产品 多栅单晶组件 双子单晶组件 叠片多晶组件 太阳电池组件生产工艺简介 21 晶体硅组件生产工艺流程 010203040506070809 包装 分片单 串焊 拼接 EL 中检层压 EVA固化 EL组框 硅胶固化IV EL测试终检 1 3 4 5 6 7 8 9 2 22 组件生产工艺流程 分片 数量 功率档 颜色档 电流档 崩边缺口不良片 功率 电流 颜色 23 组件生产工艺流程 分片 色差 混档 缺角崩边 混片 24 组件生产工艺流程 单串焊 25 汇流条 电池组 电池串 电池串 电池串 组件生产工艺流程 拼接 26 组件生产工艺流程 拼接 连接说明 串联 27 连接说明 并联 组件生产工艺流程 拼接 28 连接说明 组件生产工艺流程 拼接 29 组件生产工艺流程 拼接 30 组件生产工艺流程 拼接 钢化玻璃 EVA 背板 EVA 电池组 拼接完成的组件 拼接过程示意图31 组件生产工艺流程 拼接 32 组件生产工艺流程 EL 中检 34 组件生产工艺流程 EL 中检 1 空焊 虚焊2 隐裂 碎片3 黑心 黑斑4 黑片5 混档6 其它 35 组件生产工艺流程 EL 中检 36 组件生产工艺流程 EL 中检 1 串间距检查2 排版极性 串反 3 边缘距离4 背板 EVA敷设位置5 严重色差6 较大异物 3 7 组件生产工艺流程 层压 EVA固化 认识一下设备 有哪些 流水线和排版机 玻璃提升机和层压机 40 层压过程 组件生产工艺流程 层压 EVA固化 41 组件生产工艺流程 层压 EVA固化 1 气泡2 隐裂 碎片3 组件碎裂4 偏移5 脏污 42 组件生产工艺流程 组框 硅胶固化 43 组件生产工艺流程 组框 硅胶固化 铝材自动打胶机 接线盒背面涂胶机 接线盒AB胶灌胶机 44 组件生产工艺流程 组框 硅胶固化 哪些材料 采用螺钉连接 采用卡簧连接 边框之间的连接 组件边框常用的密封方式 光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器 是一门集电气设计 机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计 太阳能电池组件接线盒在太阳能组件的组成中非常重要 主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路连接 48 哪些材料 组件生产工艺流程 组框 硅胶固化 49 哪些材料 组件生产工艺流程 组框 硅胶固化 太阳电池组件质量控制管理 严格执行质量控制流程和质量保证 确保产品品质 过程检验 产品检验 来料检验 产品服务可追踪性 仪器监控和校准 QSM 高温高湿测试 组件经受由于温度重复变化而引起的热失效 疲劳和不同的应力的能力 以及经受高温 高湿之后的零下温度影响的能力 机械载荷测试 确定光伏组件在不同安装角度下经受风 雪或覆冰等静态 动态载荷的能力 铁球坠落测试 确保光伏组件承受的冰雹冲击加速老化测试 保证光伏组件在使用年限内承受生锈和腐蚀光致衰减测试 确保光伏组件功率输出的长期稳定性 EL测试 确保光伏组件无隐裂 户外暴晒测试 检查光伏组件长期可靠性 交联度测试 确保光伏组件层压的稳定性 质量控制流程 太阳能电池组件主要认证 认证名称 标准 针对国家 证书号 有效期 功率范围 TUV NORD IEC61215 61730 一般国家 行业标准 4478014406749 115 113 114 4478014406749 115 057 058 新 2014 10 27至2018 6 16 60片 单晶320W 多晶295W72片单晶385W 多晶355WINE品牌60片单晶到300W72片单晶到360W TUV NORD IEC61215 61730 一般国家 行业标准 4478014406749 046 带防火 4478014406749 061 062 2015 4 27至2018 6 16 60片 单晶320W 多晶295W72片单晶385W 多晶355WINE品牌60片单晶到300W72片单晶到360W TUV NORD IEC62716 氨气测试 一般国家 行业标准 4478014406749 120 2016 7 4至2019 9 17 60片 单晶320W 多晶295W72片单晶385W 多晶355W TUV NORD IEC62804 抗PID 一般国家 行业标准 4478014406749 121 2016 7 4至2019 9 09 60片 单晶300W 多晶290W72片单晶360W 多晶350W TUV Rheinland 莱茵 IEC61215 61730 一般国家 行业标准 PV 50322886 2015 10 25至2020 10 20 60片单晶270W多晶265W72片单晶320W多晶320W TUV Rheinland 莱茵 IEC61701盐雾 一般国家 行业标准 PV50325466 2015 10 25至2020 10 20 60片单晶270W多晶265W72片单晶320W多晶320W TUV NORD IEC61701盐雾 一般国家 行业标准 4478014406749 095 2016 5 13至2021 5 12 60片 单晶320W 多晶295W72片单晶385W 多晶355W TUV NORD IEC60068 2 68沙尘 一般国家 行业标准 4478016406749 191 2016 9 30至2021 9 30 60片 单晶320W 多晶295W72片单晶385W 多晶355W 针对个别国家认证 认证名称 标准针对国家 证书号 有效期 MCS 英国微型发电产品认证 英国 MCSBBA005 每年续费 60片 单晶300W 多晶290W72片单晶360W 多晶350W UL UL1703 美洲 130411 E326484 2011 4 13一直有效 板型 材料过期 带CSA出证后更新说明 CSA UL1703 美洲 美国 加拿大 目前只有双玻发证 一直有效 60片 单晶300W 多晶290W72片单晶360W 多晶350W JET IEC61215 IEC61730 日本 PV176 53201 1001 1002 2015 9 2至2020 9 1 CEC IEC61215 IEC61730 澳洲 au 60片单晶270W多晶265W72片单晶320W多晶320W PQ PositiveQuality 澳洲 au 通过网站查询 60片单晶270W多晶265W72片单晶320W多晶320W EMC IEC61215 IEC61730 土耳其 NE1105150026 2015 3 30至2020 3 29 60片单晶270W多晶265W72片单晶320W多晶320W SASO IEC61215 IEC61730 沙特 CKSA158541 R00419 2015 6 8至2016 6 7 已过期 金太阳 IEC61730 中国 CGC154715033ROM 2015 5 08至2019 5 07 60片单晶270W多晶260W72片单晶320W多晶315W CQC IEC61730 61215 中国 CQC16024153240 243 60片 单晶300W 多晶290W72片单晶360W 多晶350W Soncap IEC61215 IEC61730 尼日利亚 RCOCN054254 2016 5 29至2017 5 29 Inmetro 巴西 2016 9 15至2017 9 15 只认证多晶36片150W多晶60片250W 255W 260W多晶72片300W 305W 310W 产品认证证书 质量控制方式 目前最有效检测电池片缺陷的手段是PL测试和EL测试 PL和EL分别是Photoluminescence和Electroluminescent的缩写 即光致发光和电致发光 其区别在于载流子的激发手段不同 光致发光是指在足够强烈的光源照射下 由入射的光能激发载流子 电子和空穴对 进行辐射复合发光 电致发光的情况于光致发光类似 只是载流子是通过外加电流注入的 由于EL测试过程中需要外加电流源 必须在形成电极后进行 即EL测试只适用于成品电池片和成品组件 PL和EL优缺点和使用环节如下 断栅 非稳定性隐裂 碎片 虚焊 稳定性隐裂 PL和EL 太阳电池组件EL测试分析 EL测试原理 电致发光缺陷检测仪 是跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产工艺监控的专用测试设备 给晶体硅电池组件正向通入1 1 5倍Isc的电流后硅片会发出1000 1100nm的红外光 测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于电脑上 因为通电发的光与PN结中离子浓度有很大的关系 因此可以根据图像来判断硅片内部的状况 定义1明暗片 EL成像后电池片之间出现明显的亮度不一致 基本判定为电池片之间的功率档位不一致 2裂片 EL成像后部分电池片出现明显的裂纹或贯穿性条纹状 推测电池片受外力影响 出现内伤或直接碎裂 组件使用过程中如裂纹持续扩大将造成组件功率衰减 对组件性能有一定影响 3碎片 电池片局部区域出现明显明暗区分线 区分线类似裂痕状 一般为电池片受明显外力而碎裂 4断栅 电池片EL成像上有部分垂直于主栅黑线 黑线密集呈矩形状 一般为电池片副栅线出现断裂不连续或过于细小 无法通过电流 5黑片 个别电池片明显偏暗接近全黑 该电池片基本已经失效 6黑芯片 电池片中间出现团状甚至是圆形黑色区域 电池片性能明显低于正常组件 7虚焊 电池片沿焊带分界出现明暗区域 为焊接时焊带未能充分与栅线焊接接触 8 失效面积 电池片局部区域出现明显黑色或灰色区域 该区域无法正常工作 EL测试图像量化分析和判定 不良片示例 详解 1完好片2裂片3碎片4隐裂片5虚焊片6黑片 短路或电池片完全失效 7原电池片污染8过焊片9十字隐裂10断栅11隐裂片 EL测试缺陷分析 缺陷种类一 黑心片EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈呈现黑色区域 该部分没有发出1150nm的红外光 故红外相片中反映出黑心 此类发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关 这种电池片中心部位的电阻率偏高 多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体定向凝固时间 熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致硅片内部位错缺陷 缺陷种类二 黑团片 黑斑片一般是由于硅料受到其他杂质污染所致 通常少数载流子的寿命和污染杂质含量及位错密度有关 黑斑中心区域位错密度 107个 cm2 黑斑边缘区域位错密度 106个 cm2均为标准要求的1000 10000倍这是相当大的位错密度 缺陷种类三 黑斑片 缺陷种类四 短路黑片 缺陷种类五 非短路黑片 短路黑片 非短路黑片成因电池片黑片有两种 全黑的我们称之为短路黑片 通常是由于焊接造成的短路或者混入了低效电池片造成的 而边缘发亮的黑片我们称之为非短路黑片 这种电池片大多产生于单面扩散工艺或是湿法刻蚀工艺 单面扩散放反导致在背面镀膜印刷 造成是PN结反 也就是我们通常所说的N型片 这种电池片会造成IV测试曲线呈现台阶 整个组件功率和填充因子都会受到较大影响 网格片是由于电池片在烧结过程中温度不当所致 网纹印属于0级缺陷 下图所示的网格片组件可以判为A级品 缺陷种类六 网格片 电池片断栅是在丝网印刷时造成的 由于浆料问题或者网版问题导致印刷不良 轻微的断栅对组件影响不是很大 但是如果断栅严重则会影响到单片电池片的电流从而影响到整个组件的电性能 缺陷种类七 断栅片 电池片过焊一般是在焊接工序产生的 过焊会造成电池部分电流的收集障碍 该缺陷发生在主栅线的旁边 成像特点是在EL图像下 黑色阴影部分从主栅线边缘延副栅线方向整齐延伸 栅线外侧区域 一般为全黑阴影 栅线之间一种是全黑阴影 一种是由深至浅的过渡阴影 我们通过计算黑色区域的面积来判定缺陷的级别 缺陷种类八 过焊片 明暗片是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中 特别明亮的电池片是电流较大的电池片 电流差异越大 亮度的差异就越明显 混档会导致高档次的电池片在组件工作过程中不能彻底发挥其发电能力 从而造成浪费 缺陷种类九 明暗片 电池片沿着主栅线的一边全部为黑色表明这一边的电子无法被主栅线收集 通常是由于电池片背面印刷偏移导致铝背场和背电极印无法接触从而形成了局部断路 我们应该在层压前EL加强检验及时将这种电池片挑出 防止流入后道工序 缺陷种类十 局部断路片 无质保组件的EL测试图片 裂纹片的成像特点是裂纹在EL测试下产生明显的明暗差异的纹路 黑线 裂纹可能造成电池片部分毁坏或电流的缺失 在EL测试下 如果表现为以裂纹为边缘的一片区域呈完全的黑色 那么该区域为破片 裂纹会造成其横贯的副栅线断裂 从而影响电流收集 而主栅线因有镀锡铜带相连 不会造成断路 根据此特性 各种裂纹造成的电池失效面积如下 缺陷种类十一 裂纹片 破片 隐裂片 破片原因分析由于产生隐裂片和破片的原因非常复杂 各种类型的外力因素均可能造成电池片裂纹甚至破片 因此很难寻求统一规律或得出确定性答案 因此现只对有可能造成晶体硅电池组件隐裂纹或破片的原因做探索性分析 如何挑选一块合格的太阳电池组件 为了使组件产品质量满足质量要求 明确组件的等级判断标准 学习了解组件成品检验标准必不可少 术语和定义 A 级 外观 电性能均良好 A级 外观轻微缺陷 电性能正常 B级 外观严重不良和组件内存在低效片或裂片 通过返工 电性能基本正常 两种情况允许同时存在 C级 报废 外观有严重不良或电性能异常 检验方法 组件的外观检验应在不低于1000lx的照度下 对每一个组件采用目测仔细检查 对于铝型材和钢化玻璃划伤的检验 采用在1000lx的照度下 距离1米 裸眼视力在1 2以上对材料进行观察 若符合A级组件要求则判定为A级组件 若不符合A级组件要求 但符合B级组件要求 则判定为B级组件 对于色差组件的检验 采用在1000lx的照度下 距离1米 裸眼视力在1 2以上对垂直放置在桌面上的组件进行观察 若没有明显色差则判定为A级组件 有明显色差的则判定为B级组件 工具 冷光灯 直尺 游标卡尺 卷尺 塞规 拉力计 IV EL 安规测试仪等 外观检验标准 组件的外观应100 检验 外观检验全部满足A 级太阳能电池组件要求的则判定为A 级组件 只要有一项不符合A 级组件要求 但符合A级组件要求 则判定为A级组件 只要有一项不符合A级组件要求 但符合B级组件要求 则判定为B级组件 只要有一项不符合B级组件要求 则判定该组件产品为C级 检验及判定规则 光伏组件质保条款 光伏组件质保条款 光伏组件质保条款 合格组件产品的选择 1 看企业2 看资质3 看现场4 看管理5 看配置6 看产品7 看价格8 看售后9 看口碑 小知识 光伏电站常用组件规格 60片串组件 1640mm 992mm 72片串组件 1956mm 992mm 60片电池片组件功率 60片串组件 1640mm 992mm多晶组件单晶组件 组件功率260W265W270W275W 组件功率300W290W285W280W 72片串组件常规功率 72片串组件 1956mm 992mm多晶组件组件功率330W325W320W315W 单晶组件组件功率360W355W350W345W 非常规组件规