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【刘工总结】光伏组件问题系列总结——电池串、汇流条位移的原因及解决方法

 一张书 2017-03-30
 1.0绪论
太阳能组件在制作过程中会有很多的质量问题,技术部和质量部需要通力合作,把各种问题汇总起来,对出现频率最高的几项进行重点分析,寻找可行的解决方案,以减少组件制作的成本。在所有的质量问题中,电池串、汇流带移位与气泡、异物等问题是组件生产厂商最经常遇到的三大问题。如果能够解决这三大问题,将会组件制作过程出现的大部分的问题。本文试图从多个角度分析电池串、汇流带层压后出现移位的现象,以便对生产提供技术支持。

2.0移位对组件的影响

串间距、汇流带移位对组件的影响最明显的体现在组件的外观上。串间距移位分为间距过小与过大。串间距过大与过小除了对外观的影响外,对其他方面没有任何影响,当然间距过小会有可能造成电池片隐裂;但是考虑到组件使用年限为25年,在如此长的时间内,不排除一些其他质量问题的出现,如果在串间出现EVA脱层或形成导电通道,那么考虑到电气间隙及爬电距离,串间距过小还是有一定的安全隐患的。

串间距过大(右)与过小(右)
图1串间距过大(右)与过小(右)

汇流带移位的影响与串间距移位相似,只是对组件外观有一定影响。同时与串间距过小一样,存在同样的安全隐患。

图2汇流带移位
图2汇流带移位

3.0原因分析

造成电池串及汇流带移位的原因大体分为工艺原因与材料原因,本文将试着阐述各原因的作用机理。

3.1工艺原因

1.抽真空时间偏短


抽真空时间偏短,意味着层压时机提前,那么在这种情况下,EVA处于流动性较好的状态,未达到焦烧时间,此时层压,会因为EVA的流动而带动电池片或汇流带移动,产生移位。

这种情况可以通过适当延长抽真空时间来解决。

注:焦烧时间为一定条件下(温度、湿度等),胶料发生固化的时间。

EVA交联度曲线
图3 EVA交联度曲线(蓝色)

2.层压温度偏低

层压温度偏低与抽真空偏短的作用机理相同。温度偏低,那么抽真空时间结束后,EVA的流动性仍然较好,此时施加压力,可能会引起串间距或汇流带发生移位。

解决措施非常简单,适当提高温度,减小焦烧时间。

3抽气速度过快

抽真空阶段,EVA流动性较好,如果此时抽真空速度过快,气流的快速流动,带动EVA的移动,继而引起串间距或汇流带的移动。一般而言,因为抽真空速度过快而引起的移位,都伴随着层压温度偏高这一现象。

解决措施为适当降低层压温度,或根据气孔的位置改变组件的放置方向,具体参考图4。

气体在溶化后的EVA中的存在形态
图4气体在溶化后的EVA中的存在形态

4. 压力过大或下压速度过快

层压初段压差过大,导致压力过大,会造成EVA受挤压移动,引起移位。下压速度过快的机理与上述相同。

通过上述原因分析不难看出,串间距及汇流带的移位本质是都是由于EVA的移动(流动)引起。因此,出现移位现象时,要寻找造成EVA流动的原因,才能解决问题。

3.2材料原因

材料引起的移位主要是由于材料本身的收缩引起,与之相关的材料主要有EVA、背吧、硅胶板。

1 .EVA收缩率过大

EVA收缩率分为纵向收缩和横向收缩,纵向收缩主要影响汇流带的移位,横向收缩主要影响电池片串间距。如果排查掉上述所有引起移位的原因仍然没有找到引起移位的根源,那么,最后需要考虑的就是EVA的收缩率问题。

可以通过试验方法检测EVA的收缩率是否合格,以此来判断是否是由EVA本身收缩引起的移位。

2. 背板或硅胶板收缩率过大


背板及硅胶板的收缩,会引起EVA的收缩,进而导致移位问题。

如果是由背板引起,那么应该更换收缩率小的背板;而如果是由硅胶板收缩引起,可以通过更改组件放置方向或更换硅胶板来解决。

4.0小结


由于电池片及汇流带都处在两层EVA之间,电池片及汇流带发生移位必定是因为EVA发生移动而引起。因此,在处理移位问题时,关键在于寻找引起EVA移动的原因,如此就能根本解决问题。(作者微信公众账号:光伏经验网)

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