光伏组件主材机理及失效模式

光伏主材机理及失效模式江苏石光光伏张续伟化学反响分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新物质的过程，称为化学反响。在反响中常伴有发光发热变色生成沉淀物等，判断一个反响是否为化学反响的依据是反响是否生成新的物质。反响条件指化学反响所必须或可提高反响速率的方法，如：加热〔△〕、点燃、高温、电解、通电〔电解〕、紫外线或催化剂等。通电〔电解〕加热〔△〕点燃高温紫催化剂外线八大主材四类辅材材料分类组件材料需要长期耐受各类环境应力气候环境和应用对组件材料性能的要求中国地缘辽阔，气候和环境差异明显，安装在不同地区的光伏系统受气候和环境影响各不相同。组件材料的选用，须考虑不同地区沙尘、湿度、光照、温度和盐雾等环境影响。紫外老化在中国西部沙漠、荒漠和高原地区，组件实际安装25年内累计的紫外照射量远高于认证测试采用的剂量。加强组件背板紫外老化测试，对光伏电站到达25年使用年限至关重要。风沙磨损在中国西部和华北〔如青海、甘肃、宁夏、新疆等〕局部地区，由于强烈的风沙，应在标准中考虑背板耐磨性能。湿热盐雾腐蚀在东部沿海地区，要考虑背板材料的耐湿热、盐雾腐蚀性能和粘接力的稳定性。

耐热和防火性能安装在屋顶的组件易出现热斑问题，应考虑背板材料的耐热和耐火性能。八大主材电池片焊带EVA铝边框背板硅胶接线盒玻璃四类辅材助焊剂灌封胶包材标签条形码铭牌分档条码托盘包装箱打包带缠绕膜八大主材电池片焊带EVA铝边框背板硅胶接线盒玻璃四类辅材助焊剂灌封胶包材标签助焊剂的作用助焊剂1〔1〕利用其化学作用清理焊带及被焊基体外表的氧化物薄膜，生产的化合物被熔融状态的锡料复原为对应单质，更好地促进了焊带锡原子与被焊金属原子之间的相互扩散，到达焊接目的；〔2〕覆盖焊料外表，防止焊料或金属继续氧化；〔3〕增加焊料和被焊金属外表的活性，降低焊料的外表张力，提高润湿能力；〔4〕加快热量从烙铁头向焊料和被焊物外表传递；〔5〕适宜的助焊剂还能使焊点美观；助焊剂1助焊剂成分国内外助焊剂一般由活化剂、溶剂、外表活性剂和特殊成分总成。特殊成分包括缓蚀剂、防氧化剂、成膜剂等。助焊剂1助焊剂残渣对组件造成的不良影响〔1〕过多的助焊剂残留会腐蚀电池片；〔2〕降低导电性，产生迁移或短路；〔3〕残留过多会粘连灰尘和杂物；〔4〕影响产品使用的可靠性；〔5〕影响EVA与电池的粘接；〔6〕可能在电池的主栅线产生连续性的气泡。电池片2组件硅料硅锭（棒）硅片电池片产业链示意图电池片制造工艺流程电池片2硅片清洗制绒扩散制结等离子刻蚀去磷硅玻璃减反射膜制备丝网印刷烧结检测分级硅片清洗制绒电池片2目的—外表处理：去除外表油污和金属杂质；去除硅片外表切割损坏层；在硅片外表制作绒面，形成减反射结构，降低外表反射率；利用硅〔Si〕在稀氢氧化钠〔NaOH)溶液中的各向异性腐蚀，在硅片外表形成3~6微米〔μm〕的金字塔结构，这样光照在硅片外表便会经过屡次反射和折射，增加对光的吸收。丝网印刷电池片2用死亡印刷的方法，完成被电场、背电极、正面主栅电极、副栅的制作，以便引出产生的光生电流；背电极印刷银浆或银铝浆烘干被电场印刷铝浆烘干正电极印刷银浆背电极背电场主栅线副栅线电池片焊接不良的原因分析电池片2〔1〕栅线受潮氧化，银电极不能很好结合；〔2〕焊带外表氧化；〔3〕焊带焊料融化不完全；〔4〕润湿性不好；〔5〕焊接速度过快，焊接压力过大或过小；〔6〕温度传到不均匀。电池片在焊接过程中出现虚焊、脱焊的现象，究其原因，主要有：背板3背板的作用背板为组件提供外层绝缘保护，同时阻隔水汽对组件内部材料的腐蚀。背板的作用紫外老化在中国西部沙漠、荒漠和高原地区，组件实际安装25年内累计的紫外照射量远高于认证测试采用的剂量。加强组件背板紫外老化测试，对光伏电站到达25年使用年限至关重要。风沙磨损在中国西部和华北〔如青海、甘肃、宁夏、新疆等〕局部地区，由于强烈的风沙，应在标准中考虑背板耐磨性能。湿热盐雾腐蚀在东部沿海地区，要考虑背板材料的耐湿热、盐雾腐蚀性能和粘接力的稳定性。耐热和防火性能安装在屋顶的组件易出现热斑问题，应考虑背板材料的耐热和耐火性能。背板材料和组件失效模式背板失效组件失效潜在影响与EVA或接线盒脱层层间脱层开裂发黄绝缘失效影响销售品牌受损质量索赔增加投资本钱人员损伤不同背板户外失效类型Polyethlene聚乙烯背板PVDF偏氟乙烯背板PET聚酯背板FEVE氟涂料背板EVA4乙烯-乙酸乙脂共聚物：是一种热熔胶粘剂，常温下无黏性而具有抗黏性的特性；EVA交联固化后并且交联度到达60%以上时：具有优良的柔韧性，耐冲击性，弹性，光学透明性，低温绕曲性，黏着性，耐环境应力开裂性，耐候性，耐化学要品性，热密封性等；交联固化：线性或支链型分子链间以共价键链接成网状或体型高分子的过程在高温熔融状态下，EVA与晶体硅太阳电池片，玻璃，背膜产生粘合，在这个过程中既有物理变化也有化学的键合，是通过化学胶联的方式对EVA进行改性，方法就是在EVA中添加有机过氧化物交联剂，当EVA加热到一定温度时，交联剂分解产生自由基，引发EVA分子之间的结合，形成三维网状结构，使EVA胶层交联固化；混合搅拌乙烯-乙酸乙脂共聚物与助剂〔硅烷偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、过氧化物交联剂等等化学原料〕混合搅拌均匀。挤压通过挤出设备挤压成EVA片材。涂覆助剂然后在具有网格花纹的辊筒的挤压下，涂覆混合均匀的助剂。烘干将外表涂覆有助剂的EVA压花片材经烘干设备烘干后即得到EVA胶膜，在绕卷封装。EVA生产流程1984年安装加州Sacramento1MW基于杜邦™特能®PVF薄膜的TPT背板0.9%年功率衰减玻璃5配料熔制退火在线检验切割下片磨边清洗干燥钢化（压花）清洗检验镀膜下片堆垛包装入库原片钢化钢化玻璃的主要优点1.强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的3~5倍，抗冲击强度是普通玻璃5~10倍，提高强度的同时亦提高了平安性。2.使用平安，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了.钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受150℃以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。钢化玻璃的主要缺点1.钢化后的玻璃不能再进行切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。2.钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆〔自己破裂〕的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。焊带6光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，分汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固，防止虚焊假焊现象的发生。在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特性来决定用什么状态的焊带。一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。焊带概述焊带的结构与分类焊带的结构焊带的分类按铜基材分：纯铜〔99.9%〕、无氧铜〔99.95%〕，紫铜按涂锡层分：60%Sn40Pb〔60%锡40%铅〕 62%Sn36Pb2%Ag〔62%锡36%铅2%银〕 96.5%Sn3.5%Ag〔96.5%锡3.5%银〕其它按用途分：互连条、汇流条按铜基材分：1、普通2、柔软3、超软4、超软加–-无铅焊带

1.Soft

2.ExtraSoft

3.UltraSoft

4.UltraSoft

Plus铜锡焊带6焊带的生产工艺焊带6裁剪法压延法铜基带裁剪退火涂锡铜丝压延退火涂锡涂锡的方法主要有电镀法、真空沉淀法、喷涂法、热浸涂法硅胶7光伏组件在生产过程所使用的硅胶为光伏专用有机硅胶，需要用硅胶对层压组件进行密封，对接线盒进行粘接。单组分室温硫化硅橡胶是靠缩合交联形成提弹性体，经历了半个世纪的开展，形成了不同的固化体系和派别，其技术和应用也不尽相同，或者说不可同日而语。有机硅胶产品的根本结构单元是由硅－氧〔si－o〕链节构成的，侧链那么通过硅原子与其他各种有机基团相连。硅胶类型及比照有机硅胶的开展，经历了几个重要的阶段，分别为：脱酸型，脱肟型，传统脱醇型，新型脱醇型。目前市场上主流单组份硅胶为脱肟型，脱醇型的产品较少。单组分rtv硅橡胶一般由以下成分构成：基胶(或称反响性根底聚合物)——羟基封端聚二甲基有机硅氧烷。交联剂——含可水解基团的多官能硅烷化合物；催化剂——二有机锡二羧酸盐、二有机锡二(p一二酮酯)、钛酸酯及其螯合物等；增塑剂——非反响性二甲基硅油、mdt硅油、链烷烃混合物等；补强剂〔填料〕——白炭黑、碳酸钙、硅藻土等其他——触变剂、增粘剂、水分去除剂、防霉剂、耐热性添加剂、阻燃剂等。硅胶成分铝边框8是指光伏太阳能电池板组件构成的铝合金型材固定框架和支架。用途：固定、密封太阳能电池组件、增强组件强扶，延长使用寿命，便于运输、安装。铝边框材质一般而言主要使用6000系列的6061和6063两个牌号铝边框外表处理分类阳极氧化型银白色，黑色，金色，银色，青铜色····电泳涂漆型银白、黑色粉末喷涂PVDF喷砂氧化性阳极氧化型铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的外表通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其它的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生产阳极氧化膜这一局部工艺过程含义特性阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着性、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。电泳涂漆型在电场的作用下，带电荷的胶体粒子会向相反电荷电极泳动，这一现象称为电泳。含义特性〔1〕极强的耐蚀性：外表抗腐蚀性能极高，能有效地防止酸、碱、盐侵蚀，是防建筑灰浆腐蚀最好的品种；〔2〕满意的性能寿命，即使在苛刻、恶劣环境下装饰使用，也能确保50年寿命以上不腐蚀、不老化、不褪色、不脱落；〔3〕手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽、华美堂皇；〔4〕漆膜硬度高，可耐3H以上铝笔硬度画刻；接线盒9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。太阳能光伏接线盒分晶体硅接线盒、非晶硅接线盒、幕墙接线盒盒体、线缆及连接器三局部构成构成分类盒体包括：盒底(含铜接线柱或塑料接线柱)、盒盖、二极管;线缆分为：1.5MM2、2.5MM2、4MM2及6MM2等这几种常用的线缆;连接器分为两种：MC3与MC4两种;二极管型号：10A10、10SQ050、12SQ045、PV1545、PV1645、SR20210等功能特点光伏接线盒的功率是在标准条件：温度25度，AM1.5,1000W/M2下测试出来的。一般用WP表示，也可以用W表示。在这个标准下测试出来的功率称为标称功率。1.外壳必须具有极高的抗老化，耐紫外线能力;2.适用于室外产时间恶劣环境条件下的使用，使用实效长达25年以上;3.根据需要可以任意内置