多晶硅组件

多晶硅组件（精选4篇）

多晶硅组件 篇1

1 多晶光伏组件电池裂纹的检测

1.1 多晶光伏组件生产过程中的主要问题

多晶光伏组件的生产主要包括电池片焊接、电池串敷设、组件层压、装框、功率测试等几个工序。生产过程中易出现组件颜色异常、组件玻璃划伤等外观性问题，同时也会出现电池片裂纹、缺陷等内在隐患。其中，以内在电池隐患的质量风险最大。

1.2 EL检测

目前在组件的生产过程中，EL测试已经成为必不可少的一种检测手段。EL测试即将晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，通过直流电源注入大量非平衡载流子并复合发光，放出光子;再利用CCD相机进行捕捉，然后通过软件处理，输出图像。测试图像亮度与电池片的少子寿命和电流密度成正比，缺陷的地方图像亮度较暗。

通过EL测试仪检测组件是否存在裂纹已经成为组件过程质量控制的一种常用方法。

2 多晶光伏组件电池片裂纹的主要类型

2.1 电池片裂纹的主要原因

目前各厂家的多晶电池片厚度约为200μm，在电池片焊接过程中由于焊带与电池产生的应力和电池串敷设过程人为的因素，均会导致电池片的裂纹。为了减少层压工序后产生的内在电池裂纹问题，因此在敷设工序后使用EL测试仪进行测试。

2.2 各种裂纹的主要表现形式

目前的焊接方式，以涂锡焊带经过加热与电池片电极形成合金的方式为主，焊带处的应力在外部因素的作用下极易释放，因此电池片裂纹大部分都与焊带存在关联。

隐裂的类型大致可分为三种，第一，“阴影”类型，此种裂纹明显的特征是存在黑色的失效区域;第二，“伴随”类型，此种裂纹是灰色的区域与分界线伴随出现的特征;第三，“线”型裂纹，此类裂纹只出现分界线，也是三种类型中最难识别的类型。

3“线”型裂纹的辨识研究

3.1“线”型裂纹的辨识方法

3.1.1 常规EL图像测试

常规EL测试中，只能通过对图像的经验认知来判断电池片是否存在裂纹。由于多晶硅本身存在的晶界和位错问题，在EL测试中易出现明显的分界线;同时由于在硅片加工过程中出现的表面划伤，同样也能出现“线”状的问题。

3.1.2 红外测试

针对“线”型裂纹位置，通过红外测试观察其温度变化情况。组件照射10min，并拍摄IR图，如图2，该位置为红框位置，组件最高温度点为38.7，而电池“线”型裂纹位置温度没有明显异常。

通过以上测试可以发现，“线”型裂纹由于损伤低、失效面积小，有可能在红外测试过程中无法得到确认，而通过常规EL测试只能显示出“线”状的分界线。

这种情况下由于电池晶界、位错或表面损伤同样能够出现类似的现象，因此易存在辨识错误的情况发生。

3.2 增加分辨率的测试效果

目前，EL测试仪的单个摄像头常用的像素为400万至1400万之间，为了能够将组件整体进行拍摄，需将焦距调大，并经过软件处理图像在约140万像素的显示器中显示，但同时在图像的细节上无法做到细致的捕捉，因此无法观察到单片电池的情况。

以普通的19寸液晶为例，单片电池的像素约为1万，通过焦距调整，将单片电池作为识别对象，其分辨率可达到百万级别，其图像效果可以清晰的看到电池片的栅线。

3.3“线”型裂纹的特点

对比正常EL图像和增加分辨率后的EL图像，如图1，此电池片在左图中可清晰的观察到，有明显的分界线将电池片副栅分割，并在“线”的中间出现交叉型的阴影，在右图中只能看到一条圆滑的曲线并伴随着“延伸点”的现象，使用酒精涂抹该位置，发现有渗透现象，可以确定为裂纹。

如图2，该电池片在左图中分界线被电池片副栅分割，呈现出分段的现象，而且整条“线”宽度一致，并未出现交叉型的阴影，在右图中只能看到一条圆滑的曲线，使用酒精涂抹该位置，未发现有渗透现象，可以确定为电池表面损伤，并非电池片裂纹。

4 结论

通过EL图像对比，如果要清晰的辨识多晶电池“线”型裂纹，通过增加图像分辨率是很好的一个途径。如果在现有测试条件下，通过观察“线”是否存在“延伸点”也可以一定程度上做到辨识。

参考文献

[1]肖娇, 徐林, 曹建明.缺陷太阳电池EL图像及伏安特性分析[J].现代科学仪器, 2002 (04) .

[2]刘耀华, 周志英, 郑红亚, 潘锐.隐裂电池片在标准测试前后的变化及分析[J].创新与技术, 2009 (1) .

多晶硅组件 篇2

Honey Ultra是天合光能第二代Honey技术, 曾于2012年5月创造了量产多晶硅组件峰值功率世界纪录, 基于60片156mm X156mm电池, 高效组件的峰值功率输出高达284.7W。

此次天合光能研发的Honey Ultra单晶硅高效组件, 拥有全部自主知识产权。作为新一代Honey Ultra组件产品, 集成了多项自主研发的先进电池背钝化技术、组件减反射技术及组件低电阻连接技术。

Honey Ultra单晶高效组件的成功研发, 是光伏科学与技术国家重点实验室自2013年11月顺利验收以来, 继全背电极电池 (Interdigitated Backcontact, 简称“IBC”电池) 达到24.4%的行业领先水平后, 取得的又一重要里程碑式突破, 标志着世界领先水平的PERC单晶组件产品近期可以实现市场的全面推广, 对光伏产业高效太阳能组件的规模化应用将产生积极的推动作用。

多晶硅组件 篇3

关键词：分层,交联度,粘接力,EVA,助焊剂

1 分层问题分析

1.1 分层问题组件密封状态

由于问题样品组件的分层结构位置大部分分布于组件边缘, 针对组件的边框硅胶深度进行测量, 数据如表1所示。硅胶的密封情况良好。

1.2 分层位置粘接力情况

对问题组件的分层位置进行解剖, 发现分层部位是玻璃与EVA存在分层现象。通过对各个分层部位的粘接力进行测试, 可以看出分层部位无粘接力, 如图1所示。

1.3 分层位置交联度情况

对问题组件的分层位置与未分层位置的交联度进行测试, 结果如图2所示。可见, 两种位置的交联度情况没有差别。

1.4 助焊剂模拟实验情况

由于分层位置主要集中爱电池主栅位置, 通过模拟不同助焊剂浓度的情况来验证助焊剂的影响, 如表2所示。

将使用高浓度助焊剂的4块组件进行85℃, 85%湿度, 96小时的PID测试, 测试完毕后, 四块组件均出现不同程度的分层。

1.5 EVA厚度影响模拟实验

由于电池主栅位置的EVA相对其他位置较薄, 可能存在导致分层的隐患。

实验采用0.2mm EVA, 0.25mm厚度焊模拟实验, 层压后即显现出缺胶或脱层的现象, 由此可见, EVA与焊带厚度不匹配有可能也是造成脱层的一个原因。

2 分层问题结论

通过对分层问题组件的解剖分析, 可以得出以下结论:

(1) 该问题组件分层位置为玻璃与EVA之间的分层, 且无粘接力;

(2) 该问题组件分层位置与未分层位置交联度无差异。

针对该问题可以通过以下方法进行改进:

(1) 助焊剂可能会对主栅位置的粘接力造成不良影响, 规范助焊剂的使用, 减少无必要的暴露。

(2) 避免过薄EVA的使用。

参考文献

[1]林存超.光伏组件质量问题分析及安装质量控制[J].中国科技信息, 2015 (02) :204-205.

多晶硅组件 篇4

太阳电池是基于空间航天器应用发展而来的, 其材料是利用晶体Si制作成电池。这种电池具有较高的电池转换效率以及稳定的工作状态。其工作寿命大于25年。目前, 由晶体Si制作而成的太阳电池组件90%是由硼参杂P型晶体Si (常规多晶太阳电池组件) 形成的。然而随着地面光伏的应用普及, 研究发现P型Si太阳电池组件在长时间光照情况下转换效率会出现衰减现象。这种现象的主要原因是掺杂了P型Si衬底中的硼原子与衬底中的氧原子相结合形成了硼氧对, 这种硼氧对会降低少数载流子寿命, 进而导致组件转换效率衰减。

为了提高晶体Si太阳电池组件转换效率以及保证其工作状态下的稳定性, 人们研发了一种新型晶体Si太阳电池组件, 即高效率n型Si太阳电池组件。这种组件电池是由磷参杂n型Si, 其硼元素含量极低, 从而可以忽略硼氧对降低少数载流子寿命的概率。由于型Si对部分金属杂质的敏感性较低, 因此在相同掺杂浓度下n型S比P型Si具有更高的少数载流子寿命。由于n型晶体Si具有高寿命、高效率的优势, 使得其成为现在光伏行业主要的研究对象, 同时也正是因为两种组件存在各种差异, 使得常规多晶太阳电池组件与n型晶体硅太阳电池组件在出厂前进行I-V测试时对光谱响应时间要求也存在着很大的差异。下面文章介绍了两种组件在不同光谱响应时间里, 进行正反向测试时, 对测试时间上的一个需求及原因分析。

1 太阳电池组件I-V测试现状

目前业界对光伏组件功率测试采用的均是正向测试方法, 即由Voc到Isc的扫描方向进行扫描测试。光谱响应时间对于多晶来说一般控制在10ms到15ms左右, 单晶组件控制在35ms到40ms左右。

1.1 两种组件随光谱响应时间的变化趋势

测试方法为在5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms不同光谱响应时间内, 对一已有标定功率的两种组件进行I-V测试, 其中先采用正向测试, 随后采用反向测试。试验数据见表1、表2。

从数据表中我们可以得出以下几个结论:

第一, 反向测试功率要高于正向测试功率;

第二, 随着光谱响应时间的延长正向测试和反向测试数据差值越来越小;

第三, 随着光谱响应时间的延长, 正、反向测试数据越接近标定值。

1.2 原因分析

1.2.1 Isc方面:

n型太阳电池组件的短路电流要大于多晶电池组件。一般对于多晶单片电池来说其短路电流在8.5~8.6A左右, 最多不会超过9A, 而n型电池片短路电流则保持在9.1A以上。导致这种差别的原因在于晶体中原子排列是否规则。

单晶所有的原子占据安排良好的规则的位置 (晶格) , 它具有生长的有序性;而多晶原子排列彼此间随机取向的小晶粒, 晶胞大小和取向时常发生变化, 生长无序。其中的间界部分我们称之为晶界。晶界是一个过渡区, 也是晶体缺陷的密集区域。而所谓的这种晶体缺陷是少数载流子的复合中心, 极大的降低了少数载流子寿命, 从而导致短路电流较小。

1.2.2 电池制绒方面:

目前工艺中, 多晶电池片主要采用酸制绒, 即利用Si与HNO3和HF的混合液反应使硅片表面形成陷光结构, 从而吸收更多的入射光, 提高太阳电池的转换效率。

对于n型单晶来说, 采用的是碱制绒。其相对多晶的酸制绒优势在于OH-对不同晶面刻蚀速度存在选择性, 属于异向刻蚀, 而HF+HNO3则对不同晶面刻蚀速度不具备选择性, 属于均向刻蚀。

在{111}晶面上, 每个硅原子具有三个共价键与晶面内部的原子键结合, 另外一个是裸露于晶格外面的悬挂键。而{100}晶面上每个硅原子有两个共价键和两个悬挂键, 当刻蚀反应的时候碱中的OH-会和悬挂键结合形成刻蚀, 所以说晶格上的单位面积悬挂键越多, 表面的化学反应就会越快。最终n型单晶电池表面制绒后成金字塔结构。

不同的制绒方法使得两种电池对光的反射率存在很大的差距。据试验数据得知, 多晶电池平均反射率在20%以上, 而n型电池的平均反射率小于10%。因此, n型电池吸收更多的入射光, 当然会有更多的光子能量转换成电子-空穴对, 使得电池的电容效应更加突出明显。

2 结论和发展方向

从前面分析可以看出, n型组件在进行I-V测试时需要的光谱响应时间大于多晶组件测试时间, 其主要原因就在于短路电流和制绒工艺上的区别。因此, 未来的发展方向也会朝着这两方面努力。

(1) 晶体缺陷方面:缺陷是由于内部热应力所为, 改进措施可以降低晶体生长的速度, 保证炉内温度的均匀性或者增加孪晶等措施。

(2) 在制绒方面, 可以增加添加剂, 通过控制反应速率使得化学反应更加均匀充分, 也可以研究其他腐蚀方法, 比如等离子腐蚀等。

参考文献

[1]Knobloch J, Glunz S.W, Biro D, et al, Solar cells with efficiencies above 21%processed from Czochralski grown silicon[C]//IEEE Photovoltaic Specialist Conf., 1996;405-408.