电池组件（精选9篇）
电池组件 篇1
常规晶体硅太阳电池组件的封装结构, 自上而下的顺序分别是钢化玻璃-EVA-晶体硅太阳电池-EVA-背板;封装之前的单焊、串焊工艺将电池片通过涂锡焊带连接;组件层压封装好后, 再组装上接线盒、边缘密封胶和边框。因此, 造成组件封装损失的可能因素无外乎是太阳电池和组件的封装材料。
一、玻璃对组件功率的影响
光从组件表面到硅体内首先经过玻璃。普通钢化玻璃的透射率为92%左右, 目前市场上已推出具有增透膜的镀膜玻璃, 透射率可高达96%。
实验过程:使用相同效率17%的电池, 除玻璃不同外其余原材料相同完全。正常生产25块镀膜玻璃和25块非镀膜玻璃组件。
经过相同的芬兰模拟仪进行功率测试。
从 (图一) 中可以看出, 非镀膜玻璃的平均功率为234.5W, 镀膜玻璃的平均功率为246.2W。镀膜玻璃一般可提高组件1.09%的输出功率增益, 但其长期稳定性和可靠性需要进一步的研究。在电池和其他辅材不变的情况下, 使用透射率高的钢化玻璃, 组件的输出功率增大, 封装损失减小。
二、EVA对组件功率的影响
EVA (乙烯-醋酸乙烯聚合酯) 用于粘结钢化玻璃、电池和背板, 由于它是紫外不稳定的, 约占太阳光6%的紫外线长时间的照射可造成EVA胶膜的老化、龟裂、变黄, 继而降低其透光率, 因此有些厂家的EVA中会添加抗紫外剂, 这样就会引起EVA在短波段的透射率的下降。
太阳光的强度分布:0.7nm-280nm不易到达地球, 280nm-400nm为UV紫外光, 400nm-750nm为可见光, 750nm-3000nm为红外线。目前接触到的EVA当中, (福斯特F406属于低截止紫外产品) 其他厂家的UV截止波长均在360nm-380nm, 本身对紫外光有一定的截止。EVA的UV截止主要靠EVA本身的紫外吸收剂吸收紫外光并转换成热能并散发出去。EVA本身变黄的部分为内部的耦合剂、抗氧化剂、架桥剂等发生质变。但本身的紫外吸收剂的寿命为多少没有详细的数据。
另外, 有公司提出使用化学性质稳定、耐紫外、透射率高的透明硅胶做为组件的密封胶, 可以有效避免密封胶黄化和电池不能接受到短波长光线的问题。
三、背板对组件功率的影响
背板位于太阳能电池板的背面, 对电池片起保护和支撑作用, 具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。 (一般都用TPT、TPE等) 太阳能背材又称TPT材料, 由三层结构组成, 外层是T薄膜, 中间层P薄膜, T与P之间用胶水粘结。其中T表示聚氟乙烯薄膜 (PVF) , 厚度一般在37um左右, 该层是用作太阳能电池封装材料的主要层, 其作用就是耐气候、抗UV紫外、耐老化、不感光等;P表示聚酯薄膜, 厚度一般为250um, 主要的作用及功能是水气阻隔性、电气绝缘性、尺寸稳定性, 易加工性及耐撕裂性等。
背板的反光率的大小对组件的输出功率会造成影响, 根据组件的设计不同, 电池片之间的缝隙会将太阳光反射回玻璃上, 通过的玻璃的折射反射到电池片上增加组件的输出功率。
四、焊带对组件功率的影响
(一) 目前市场的焊带主要分为含银和无银焊带。其中含银焊带除价格昂贵外有自己的优势:
1. 增加焊锡与被焊接金属的冶金结合度。焊接后机械强度、导电性会更好。
2. 加银之后, 三元合金的熔点比二元合金的熔点还要低一些, 其可焊性, 流动性有所提高
3. 电阻率会有所降低, 耐高温的性能提高。
(二) 焊带电阻主要由焊带本身的尺寸规格和铜基材的材质决定, 表面涂锡层的成分不会明显影响焊带电阻。
增加焊带宽度或者厚度, 能降低焊带电阻。这种改善无论是对于传统的焊接方式, 还是新型的导电银胶或者导电胶带连接等低温连接方式, 都能起到同样作用。但宽于正面电极宽度的焊带会遮挡入射光, 引起电流损耗。我们推荐在不影响碎片率的前提下, 使用较厚的焊带。
(三) 太阳能电池被焊带覆盖部分无法吸收太阳光,
某些焊带公司推出了反光焊带, 焊带的正面镀银并压延出纵向沟槽状结构, 这种结构能将入射到焊带上的光线以一定角度反射到组件的玻璃层内表面, 在玻璃-空气界面上全反射后投射回电池表面。捕捉到的光能让组件产生额外增加的功率, 理论上可以提高组件效率2%左右。
五、结论
降低组件功率的损失是太阳能行业追逐的目标, 通过对现使用的组件原材料进行改善, 工艺创新, 最终减少组件功率的损失。
目前有些公司采用电流分档或功率分档。因为分档间距不同会对比材料改进增加的组件功率与增加的成本。在两者之间进行最终成本的对比、分析, 在一定范围功率内有没有必要再进行功率的提升, 这也是组件生产商要考虑的问题。
参考文献
[1]张光春.硅片质量对太阳电池性能的影响.中国太阳能光伏, 2009.1.
[2]郑海兴.晶体硅旧组件性能与衰减原因分析.第十一届中国光伏大会论文集, 2010.10.
电池组件 篇2
太阳能电池组件即多个单体太阳能电池互联封装成为组件。它是具有外部封装及内部连接、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池组合装置。单个太阳能电池往往因为输出电压太低，输出电流不合适，晶体硅电池本身又比较脆，难以独立抵御外界恶劣条件。因而在实际使用中需要把单体太阳能电池进行串、并联。并加以封装，接触外连电线，成为可以独立作为光伏电源使用的太阳能电池组件。也称光伏组件。
硅太阳能电池可分为：单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池。这三大类。下面且看江苏启澜激光科技有限公司为你意义分解硅太阳能电池组件的区别和作用。
单晶硅太阳能电池，是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，其转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的热加工处理工艺基础上。
非晶硅薄膜太阳能电池所采用的硅为a-Si。其基本结构不是pn结而是pin结。掺硼形成p区，掺磷形成n区，i为非杂质或轻掺杂的本征层。
突出特点：材料和制造工艺成本低；制作工艺为低温工艺（100-300℃），耗能较低；易于形成大规模生产能力，生产可全流程自动化；品种多，用途广。
存在问题：光学带隙为1.7eV→对长波区域不敏感→转换效率低；光致衰退效应：光电效率随着光照时间的延续而衰减；解决途径：制备叠层太阳能电池，即在制备的p-i-n单结太阳能电池上再沉一个或多个p-i-n子电池制得；生产方法：反应溅射法、PECVD法、LPCVD法；反应气体： H2稀释的SiH4；衬底材料：玻璃、不锈钢等。
多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层作为太阳电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样，是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。
常用制备方法：低压化学气相沉积法（LPCVD）；等离子增强化学气相沉积（PECV）液相外延法（LPPE）；溅射沉积法；反应气体SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4；↓（一定保护气氛下）
电池组件 篇3
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) .
电池组件 篇4
太阳能光伏 2008-04-12 16:25:26 阅读732 评论7 字号：大中小 订阅
层压
一、准备工作
1.工作时必须穿工作衣、工作鞋，戴工作帽,佩戴绝热手套； 2.做好工艺卫生（包括层压机内部和高温布的清洁）； 3．确认紧急按扭处于正常状态； 4．检查循环水水位。
二、所需材料、工具和设备
1、叠层好的组件
2、层压机
3、绝热手套
4、四氟布（高温布）
5、美工刀6、1cm文具胶带
7、汗布手套
8、手术刀
三、操作程序
1．检查行程开关位置；
2．开启层压机，并按照工艺要求设定相应的工艺参数，升温至设定温度；
3．走一个空循环，全程监视真空度参数变化是否正常，确认层压机真空度达规定要求； 4．试压，铺好一层纤维布，注意正反面和上下布，抬一块待层压组件；
5．取下流转单，检查电流电压值，察看组件中电池片、汇流条是否有明显位移，是否有异物，破片等其他不良现象，如有则退回上道工序；
6．戴上手套从存放处搬运叠层完毕并检验合格的组件，在搬运过程中手不得挤压电池片（防止破片），要保持平稳（防止组件内电池片位移）；
7．将组件玻璃面向下、引出线向左，平稳放入层压机中部，然后再盖一层纤维布（注意使纤维布正面向着组件），进行层压操作；
8．观察层压工作时的相关参数（温度、真空度及上、下室状态），尤其注意真空度是否正常，并将相关参数记录在流转单
9．待层压操作完成后，层压机上盖自动开启，取出组件（或自动输出）； 10．冷却后揭下纤维布，并清洗纤维布；
11．检查组件符合工艺质量要求并冷却到一定程度后，修边；（玻璃面向下，刀具斜向约45°，注意保持刀具锋利，防止拉伤背板边沿）； 12．经检验合格后放到指定位置，若不合格则隔离等待返工。
层压前检查
1． 组件内序列号是否与流转单序列号一致；
2． 流转单上电流、电压值等是否未填或未测、有错误等 ；
3． 组件引出的正负极（一般左正右负）；
4． 引出线长度不能过短（防止装不入接线盒）、不能打折；
5． TPT是否有划痕、划伤、褶皱、凹坑、是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确；
6． EVA的正反面、大小、有无破裂、污物等；
7． 玻璃的正反面、气泡、划伤等；
8． 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、黑点、纤维、互连条或汇流条的残留等；
9． 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐或未剪；
10．间距（电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到
玻璃边缘等）层压中观察
打开层压机上盖，上室真空表为-0.1MPa、下室真空表为0.00MPa，确认温度、参数 符合工艺要求后进料；组件完全进入层压机内部后点击下降；上、下室真空表都要
达到-0.1MPa（抽真空）（如发现异常按“急停”，改手动将组件取出，排除故障后再试压一块组件）等
待设定时间走完后上室充气（上室真空表显示）0.00MPa、下室真空表仍然保持-0.1MPa开始层压。层压时间完成后下室放气（下室真空表变 为0.00MPa、上室真空表仍为0.00MPa）放气时间完成后开盖（上室真空表变为
-0.1MPa、下室真空表不变）出料；接着四氟布自动返回至原点。
层压后再次检查
1． TPT是否有划痕、划伤，是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确、是否平整、有无褶皱、有无凹凸现象
出现；
2． 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、纤维等；
3． 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐；
4． 间距（电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到
玻璃边缘等）；
5． 色差、负极焊花现象是否严重； 6． 互连条是否有发黄现象，汇流条是否移位；
7． 组件内是否出现气泡或真空泡现象；
8． 是否有导体异物搭接于两串电池片之间造成短路；
四、质量要求
1．TPT是无划痕、划伤，正反面要正确； 2．组件内无头发、纤维等异物，无气泡、碎片；
3．组件内部电池片无明显位移，间隙均匀，最小间距不得小于1mm； 4．组件背面无明显凸起或者凹陷； 5．组件汇流条之间间距不得小于2mm；
6．EVA的凝胶率不能低于75%，每批EVA测量二次。
五、注意事项
1．层压机由专人操作，其他人员不得进入红； 2．修边时注意安全；
3．玻璃纤维布上无残留EVA,杂质等； 4．钢化玻璃四角易碎，抬放时须小心保护； 5．摆放组件，应平拿平放，手指不得按压电池片； 6．放入组件后，迅速层压，开盖后迅速取出； 7．检查冷却水位、行程开关和真空泵是否正常； 8．区别画面状态和控制状态，防止误操作；
9．出现异常情况按“急停”后退出，排除故障后，首先恢复下室真空；
10．下室放气速度设定后，不可随意改动，经设备主管同意后方可改动，并相应调整下室放气时间，层压参数由技术不来定，不得随意改动；
11．上室橡胶皮属贵重易耗品，进料前应仔细检查，避免利器、铁器等物混入，划伤胶皮； 12．开盖前必须检查下箱充气是否完成，否则不允许开盖，以免损伤设备； 13．更换参数后必须走空循环，试压一块组件。组件装框
一、准备工作
1．工作时必穿工作衣、鞋，戴工作帽。
2．做好工艺卫生，清洁整理台面，创造清洁有序的装框环境。
二、所需材料、工具和设备
1、层压好的电池组件
2、铝边框
3、硅胶
4、酒精
6、擦胶纸
7、接线盒
8、气动胶枪
9、橡胶锤
10、装框机
11、剪刀
12、镊子
13、抹布
14、小一字起
15、卷尺
16、角尺
17、工具台
18、预装台
三、操作程序
1．按照图纸选择相对应的材料，铝型材，并对其检验，筛选出不符合要求的铝型材，将其摆放到指定位置； 2．对层压完毕的电池组件进行表面清洗，同时对上道工序进行检查，不合格的返回上道工序返工； 3．用螺丝钉（素材将长型材和短型材作直角连接，拼缝小于0.5mm）将边型材和E型材作直角连结，并保证接缝处平整；
4．在铝合金外框的凹槽中均匀地注入适量的硅胶； 5．将组件嵌入已注入硅胶的铝边框内，并压实；
6．将组件移至装框机上（紧靠一边，关闭气动阀，将其固定）；
7．用螺钉（素材）将铝边框其余两角固定，并调整玻璃与边框之间的距离以及边框对角线长度； 8．用补胶枪对正面缝隙处均匀地补胶； 9．除去组件表面溢出的硅胶，并进行清洗； 10．打开气动阀，翻转组件，然后将组件固定；
11．用适当的力按压TPT四角，使玻璃面紧贴铝合金边框内壁，按压过程中注意TPT表面 12．用补胶枪对组件背面缝隙处进行补胶（四周全补）；
13．按图纸要求将接线盒用硅胶固定在组件背面，并检查二极管是否接反； 14．对装框完毕的组件进行自检（有无漏补、气泡或缝隙）；
15．符合要求后在“工艺流程单”上做好纪录，将组件放置在指定区域，流入下道工序。
四、质量要求
1．铝合金框两条对角线小于1m的误差要求小于2mm，大于等于1m的误差小于3mm；
2．外框安装平整、挺直、无划伤； 3．组件内电池片与边框间距相等； 4．铝边框与硅胶结合出无可视缝隙；
5．接线盒内引线根部必须用硅胶密封、接线盒无破裂、隐裂、配件齐全、线盒底部硅胶厚度1~2毫米，接线盒位置准确，与四边平行；
6． 组件铝合金边框背面接缝处高度落差小于0.5mm； 7．组件铝合金边框背面接缝处缝隙小于1mm；
8．铝合金边框四个安装孔孔间距的尺寸允许偏差±0.5mm。
五、注意事项
1．轻拿轻放抬未装框组件是注意不要碰到组件的四角。2注意手要保持清洁
3．将已装入铝框内的组件从周转台抬到装框机上时应扶住四角，防止组件从框内滑落。
组件清洗
一、准备工作
1．工作时必须穿工作衣、鞋，佩戴手套、工作帽； 2．做好工艺卫生，清洁整理台面。
二、所需材料、工具和设备
1、待清洗的组件
2、无水酒精
3、抹布
4、美工刀片
三、操作程序
1．检查组件是否合格或异常情况（有异常及时向班组长汇报），用刀刮去组件正面残余硅胶，注意不要划
伤型材；
2．用干净抹布沾酒精擦洗组件正面及铝合金边框；
3．用干净抹布去除组件反面TPT上的残余EVA 和多余硅胶；
4．去除铝合金框表面贴膜；
5．对清洗好的组件作最后检查，保证质量； 6．清理工作台面，保证工作环境清洁有序；
四、质量要求
1．组件整体外观干净明亮；
2．TPT完好无损、光滑平整、型材无划伤、玻璃无划伤。
五、注意事项 1．轻拿轻放；
2．注意不要划伤铝型材、玻璃； 3．注意不要划伤TPT。
组件测试
一、准备工作 1．工作时必须穿工作衣、鞋，佩戴手套、工作帽； 2．做好工艺卫生，清洁整理台面。
二、所需材料、工具和设备
1、清洗好的组件
2、组件测试仪
3、标准组件
4、绝缘测试仪
三、操作程序
1．按顺序打开总电源开关---计算机电源开关---组件测试仪电子负载电源开关---组件测试仪光源电源开关（机器预热15分钟，目的是让机器稳定一下）；
2．打开测试软件，开始校正标准组件；
3．把待测组件相对应的标准组件放在测试仪上，将测试仪输入端红色的鳄鱼夹与组件的正极连接，黑色的鳄鱼夹与组件的负极连接；
4．触发闪光灯（闪光灯是模拟太阳光做的），调整电子负载和光源电压，使测试速度和光强曲线匹配； 5．触发闪光灯，调整电压修正系数和电流修正系数使测试结果与标准组件的开路电压、短路电流数值相一致；
6．校正结束，取下标准组件；
7．将待清洗的组件放上待测组件，取下流程单将测试仪输入端红色的鳄鱼夹与组件的正极连接，黑色的鳄鱼夹与负极连接；
8．检查组件外观是否有不良；
9．触发闪光灯，使测试速度和光强曲线匹配，一般测2～3次，在右侧对话框内输入该组件的序列号，点击保存按纽；
10．取下组件进行绝缘测试，绝缘测试仪的一端将组件的输出端短接，另一端接组件的铝边框，漏电流为0.5mA，以不大于500V/S的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于2400V时，维持此电压1分钟，观察组件有无击穿；
11．在流程单上准确填写测试数据； 12．把组件放置在指定地点；
13．重复步骤7、8、9、10、11、12继续测试；
14．关机时按照步骤1逆向关机（按照机器使用说明书关机）。
四、质量要求
1．正确记入相关参数，按测得功率分档； 2．测试数据在设计允许范围内； 3．无绝缘击穿或表面无破裂现象。
五、注意事项
1．测量不同的组件须用与之功率对应的标准组件进行校正； 2．开机测量前应对标准组件重新校正； 3．测试环境应在T=25±2℃,密闭环境下；
4．测试仪输入端与组件的正、负极应连接正确，接触良好； 5．测试时人眼不可直视光源，避免伤害眼睛； 6．绝缘测试时，手不可触摸组件，以防电击； 7．保持组件表面清洁，抬时注意不要划伤型材和玻璃 8不测时不可以将红色的鳄鱼夹与黑色的鳄鱼夹夹在一起； 组件包装
一、准备工作
1．工作人员必须穿工作衣，鞋，佩戴手套； 2．做好工艺卫生，保持周围环境干净整洁。
二、所需材料、工具和设备
1、包装箱
2、包装带
3、瓦楞纸板
4、标签
5、透明胶带
6、缠绕薄膜
7、美纹纸
8、护角
9、托盘
10、手套
11、打包机
12、打印机
13、剪刀
14、美工刀
三、操作程序
1．将对应的标签贴在距接线盒30cm处，抹平，不能有气泡；
2．将清洗完毕的组件装上引出线，引出线自然弯成弧状，距末端10cm处用美纹纸固定；
3．每个包装箱内装入两块组件，组件之间用瓦楞纸板隔开，组件四个角用护角包住装入包装箱并用透明胶带固定；（装箱之前记录所装入组件的序列号）
4．包装箱抬上打包机工作台面打包；
5．将装箱完毕的组件堆放到指定托盘（按客户要求堆放）并贴上标签；
6．取纸制护角（护角长度为从托盘顶部到最上面一层纸箱的高度）卡在堆放好纸箱的四个角； 7．将PE膜绑在托盘的一个纸筒上，再用PE膜将货物与托盘缠绕在一起，PE膜放出所绕边长的1/2-2/3向上呈45度角均匀，用力拉伸到一个边长，把PE膜贴在纸箱上，从货物的低、中、高三个不同高度分别按三层、二层、三层的层数缠绕；
8．绕完货物后用力将PE膜拉断，使PE膜自身粘接在一起； 9．将缠绕好的一托放在指定地点。
四、质量要求
1．不允许有任何杂物带入包装箱内；
2．包装箱胶带密封整齐，打包规范； 3．标签的粘贴牢固，整齐，美观、无气泡； 4．组件装箱时TPT面向外，玻璃对玻璃。5缠绕膜缠好后包装箱不可有外漏
五、注意事项 1．轻拿轻放；
2．组件包装箱摆放整齐；
3．引出线插入到位，固定螺丝要拧紧； 4．引出线正负极正确。5包装后的组件一定要作好记录
四、设备的使用与保养
一、划片机 1．使用方法：
确定紧急开关处于正常状态
打开电源开关
打开水循环
启动制冷系统按扭
打开氪灯开关 2．保养项目 1．冷却水每月更换； 2．真空泵油每3个月更换； 3．氪灯一年更换（看使用量）； 4．每次使用完后用擦镜纸擦拭镜头；
5．划片机保持洁净。
二、单片测试仪（组件测试仪）
1．使用方法:
按顺序打开总电源开关
计算机电源开关
单片测试仪电子负载电源开关
单片测试仪光源电源开关
调整探针到两主栅线位置（组件测试仪无此项）
打开测试软件 开
打开Q
始校正与其相对应的标准组件（注意调整电流、电压和光强线的位置）调整电压、电流的修正系数使其达
到标准数值
做好记录进行测试
A．调整光强
调“光强调节”旋钮，将标准电池片（组件）置于测试台上，点动触发开关，显示出现如下画面：
反复调节“光强调节”按钮，使红色光强曲线平顶部分与AM1.5紫线完全重合。
B．负载调节
调“负载调节”钮，使小窗口绿色电压曲线与电流曲线相交，交点在光强曲线与AM1.5直线交点下方，如图：
2．保养项目:
1、氙灯是否老化；
2、单片测试仪探针是否要更换；
3、组件测试仪、单片测试仪保持清洁
三、组件封装层压机
1．使用方法:
打开水循环
打开机器总电源开关
电脑自动进入层压程序
在自动层压程序中点击”自动加热”
设定工艺参数
加热到指定温度后走一空循环看机器是否运转
正常
确认后开始层压组件步骤如下:
准备工作(检查组件放到层压机运转台上)
打开上盖(上室真空-0.1MPa下室为大气压0.00MPa)
点击进料(组件完全进入层压机内,可前后调整)
下降(上室保持真空-0.1MPa;下室抽真空到-0.1MPa)
上室充气(上室真空表由-0.1MPa变为0.00MPa,下室仍保持真空-0.1MPa不变)
下室充气(上室保持真空0.00MPa不变,下室由-0.1MPa变为0.00MPa)
开盖(自动出料返回至原点,上室自动抽真空)
2．保养项目:
1．循环水:每周更换一次,水温在25度左右；
2．真空泵:真空泵油每月更换一次； 3．橡胶毯:每天做组件之前先检查是否完好； 4．导热油:可视管中看不到油位时应加油；
5．设备应每天保持清洁。
四、装框机: 1．使用方法:
打开电源开关
将检查过后打完硅胶”L”边铝型材放到装框机上 组件件玻璃面向下卡入型材凹槽内
装入另一边”L”边铝型材 打开气动阀门让组件四角紧密拼接在一起
检查对角线拼角处缝隙高低落差等
2．保养项目
气缸设备水平度设备清洁度
注:装框前装框机模块尺寸要与组件铝型材实际尺寸一致
电池组件 篇5
PID是英文potential Induced Degradation的缩写, 指的是组件电势诱导衰减。那么PID效应产生的原因是什么呢?组件在户外多组串联获得高电压, 长期在高电压作用下使得玻璃, 封装材料之间存在漏电流, 大量电荷聚集在电池片表面, 使电池表面的钝化效果恶化, 导致FF、Jsc、Voc降低, 功率衰减。漏电流又是如何产生的呢?边框带正电, 玻璃上表面电子流向边框, 导致玻璃表面带正电, 且电池为负电, 形成电场, 方向指向电池。水汽造成EVA水解, 电子沿玻璃下表面流向边框, (其中电子来自EVA) 导致玻璃下表面带正电, 玻璃下表面的阳离子 (钠离子和金属离子) 在电场力的作用下, 聚集在电池表面 (被吸附) , 甚至进入到电池发射极, PN节被破坏, 导致串联电阻增大, 并联电阻减小, 电池EL图像变暗变黑。这种情况会造成组件最大功率减小, 直接影响组件的发电效率, 减低发电量, 造成经济损失。
PID现象大多数最容易在潮湿的条件下发生, 且其活跃程度与潮湿程度相关;同时组件表面被导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体的污染程度, 也与上述衰减现象发生有关。在实际的应用场合, 晶体硅光伏组件的PID现象已经被观察到, 基于其电池结构和其他构成组件的材料以及设计形式的不同, PID现象可能是在其电路与金属接地边框成正向电压偏置的条件下发生, 也可能是成反向偏置的条件下发生。相关文献阐述了电池经过封装材料 (通常是EVA和玻璃的上表面) 和组件边框所形成的路径所导致的漏电流被认为是引起PID现象的主要原因。
另据有关文献介绍, 在实际的应用条件下, 上午太阳初升后的一段时间内, 往往是PID效应相对强烈的时段, 原因是晶体硅光伏组件在经历了一个不发电的夜晚以后, 其表面会有凝露现象发生 (特别是夏、秋季节的露水) , 会造成光伏系统在早晨太阳初升后的一段时间内, 在其表面较为潮湿的情况下, 承受前面提及的系统偏置电压。
总体来说, PID效应的影响因素都有很多, 环境温度、湿度、组件方阵的系统电压的高低、接地方式都是影响PID效应的关键因素。因此可以从改变系统的接地方式、改变组件的封装工艺上来阻止PID效应的发生。相信随着工艺技术不断发展, 这种对组件使用过程有危害的PID效应问题, 逐渐会被解决。
有些研究发现PID效应与电池片的表面减反射层有关, 有报道表明薄的减反层更有利于抗PID现象。含Si多的减反层比含N多的减反层更可以抵抗PID现象。当减反层的折射率大于2.2后, PID现象不再被观察到。有电池工厂在做针对电池和PID的关系的测试中也发现了类似的现象, 结论是当折射率大于2.13后, 几乎所有的EVA都能通过PID测试, 当折射率小于2.08后, 通过PID测试的EVA寥寥无几。
PID现象有时候是可逆的, NREL在研究PID现象是发现一个有趣的现象, 就是光伏组件在早晨露气较多或者下雨时被发现有漏电现象。而当太阳出来后, 此漏电现象随即减弱。而与此类似的, 在实验室中, 当将已经发生PID衰减的组件在100℃下烘烤100小时后, PID衰减基本消失。在某组件厂的测试中, 发现PID测试后的组件在搁置几天后, 重新测试其电阻率, 电阻率基本都能恢复到PID测试前的60%以上。我们由此可以得出一个结论, 引起PID衰减的变化应该是一个可逆的变化。
在PID效应形成过程中, 封装材料比如EVA起到很关键的作用, 水气通过封边的硅胶或背板进入组件内部。EVA的酯键在遇到水后按下面的过程发生分解, 产生可以自由移动的醋酸。可以自由移动的醋酸 (CH3COOH) 和玻璃表面析出的碱反应后, 产生了可以自由移动的Na+。Na+在外加电场的作用下向电池片表面移动并富集到减反层而导致PID现象的产生。当加热组件一段时间后, 水气离开组件。由于E-VA上酯键的水解是一个可逆过程, 失去水分后, 可以自由移动的羧酸根 (CH3COO-) 与EVA上的乙烯醇 (-CH2-CHOH-) 反应而重新成为酯键并连接到EVA主链上而无法移动。相应的Na+也因失去羧酸根无法移动。此时在组件中, 由于没有了可以导电的小分子, 而导致PID衰减部分恢复甚至全部恢复。
以上的假设, 可以总结成四步过程:
1) 水气进入组件。
2) 水导致EVA水解产生醋酸。
3) 醋酸与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由移动的钠离子。
4) 钠离子在电场的作用下移动到电池表面。
只要能阻断四步过程中的任何一个过程都应能有效的消除PID现象, 工艺的改进都要从这四步中下手。
采用石英玻璃替代普通玻璃避免了钠离子的析出。而热塑性弹性体的结构中没有可以水解的基团, 从而也没有如EVA水解产生的醋酸。而致密的减反层有效防止了钠对电池的破坏。我们也发现使用低醋酸乙烯含量的EVA可以减缓PID现象的产生。由于醋酸乙烯含量低, 相应的低醋酸乙烯含量的EVA可水解的酯基的含量也低, 从而其水解速度也低于高醋酸乙烯含量的EVA。
电池组件 篇6
关键词：远程维护,组件,测试
真空层压机应用于太阳能电池组装生产线,我们称之为太阳能电池组件层压机。层压机设备一旦发生故障,不仅可能对人员造成伤害,而且也可能对自身或者生产电池片带来难以恢复的损害,给企业造成损失。由于层压机复杂,用户自己对设备进行故障诊断与维修以及操作人员培训较为困难,需要制造商的技术人员的支持,而制造商内部能对这类复杂设备进行维修的人员也相对比较缺乏,因此,依靠专业人员及时响应用户要求也越来越困难。同时,随着市场全球化进程,传统的故障诊断维护受到地域条件的限制,其设备状态监测与故障诊断系统作为一个孤立的封闭系统而存在,诊断知识、信息与技术难以共享,制约了管理部门和制造厂商、运行现场和诊断专家之间的相互交流,用户方存在着诊断方法和手段有限、工作人员的经验不足等问题,在现场只能解决一些简单的故障问题,一旦发生重大和疑难故障时,用户不得不求助于制造商专家会诊,这必然耽误生产,造成经济损失。用户和制造商都迫切需要快速、准确、高效的专业化远程故障诊断、维护及故障预防服务。
电子制造、远程服务、远程诊断、虚拟工厂等技术的出现,为制造企业提供远程智能诊断、维护系统提供了坚实的技术基础。本文以自动层压机为对象建立基于WEB技术的远程故障诊断、维护系统,提高企业非本地化的高效、实时预测服务。此系统以多媒体技术、网络化技术为基础,应用计算机和通信网络,在制造商服务中心和异地用户之间建立远程连接,实现系统的故障诊断和维护服务,并提供对系统安装和调试的远程支持。层压机的远程智能诊断、维护系统的研制和开发,一方面加快制造商对层压机的诊断维护服务的响应速度、提高制造商的技术服务质量和经济效益,增强市场竞争力;另一方面,为用户提供多媒体的维护、安装调试知识服务,收集客户要求与反应,实现企业与顾客之间的双向有效沟通,使双方建立起良好和牢固的互相信赖关系,为企业开发新系统及进行有效的促销活动等提供依据,提高企业的信誉度和顾客忠诚度。
1 远程维护组件
1.1 目前的主要维护方法手段
当前层压机制造企业的维护场景如图1所示。通常,当一个用户的层压机出现故障时,用户方技术员试图查找并尽可能的解决问题。如果问题自身解决不了,将向层压机设备制造商采用电话或邮件等途径寻求帮助。制造商工程师只能依赖层压机工作原理与工作逻辑,结合用户技术员的故障描述,凭自己经验来设法解决问题。制造商工程师可能按层压机型号,建立人工模型,通过再现故障,提出故障可能解决方法的建议,然后告知用户方并由用户方技术员尝试解决,如果问题还没解决,只能亲自出差到现场诊断解决。
通常用户方希望制造商不管身在何处都能对整个产品生命期内提供负责、高效的、良好的售后服务。虽然当前制造商能远程登录到用户机器,也只能仅仅访问机器控制软件。他们没有模拟实时的虚拟机器,无法再现故障场景,对用户故障反映理解很难同步。从层压机制造商反馈显示,虚拟再现机器的实时活动对故障诊断和预测是非常有用,能给制造商技术员提供有效帮助,对工程人员来说,他们能检查在控制软件代码下的机器行为和随后的机器执行诊断。
另外,用户也期望机器制造商提供即时的响应服务来帮助减少停产损失。他们购买前就从不同途径了解机器及其组件失效的概率,详细咨询制造商产品质量和综合实力等相关信息。用户宁可延期购买多余的组件来降低机器维护频率。另一方面,为提供足够多的信息给用户,制造商不得不依赖来自用户第一手的详细反馈资料,要求用户记录详细的操作记录并发数据给机器制造商,但这种执行效果不尽人意。
1.2 远程维护目标
远程维护希望给用户和制造商解决以上难题,提供几大好处:首先,层压机制造商能减少在用户方的出差工时。制造商向用户交货时,制造商经常派一组工程师去查看安装工作,同时工程师将停留一段时间来确保机器处在良好的工作状态。通过有效的远程维护系统,层压制造商能延续远程监视,节省在外停留时间,提高制造商的工作效能。第二,层压机制造商能用远程维护系统诊断问题。当机器故障时,如果通过远程维护系统能解决问题,就省掉了他们出差的麻烦。即使出差,也可事先详细了解故障现象,准备性的带着一些问题相关资料去现场,作为解决问题参考。第三,保证预防性维护。制造商和用户能远程监视机器运行。能即时的:(1)评估装备状况;(2)安排维修计划;(3)预期机器装备老化,建立维修计划。这样,能减少用户服务的总响应时间,真正实现随叫随到。然而,当前制造商使用的工程工具并没有装备远程维护。
1.3 远程维护组件
本文目标生产一个实践性和有效的工业上多用途系列机器组件。详细的主件技术针对如下场景:它是一台机械设备,包括硬件和软件。功能是解决嵌入物理设备的控制设备智能化,有能力决定“做什么?怎么做,何时做?”任务。换句话说,控制软件预写入每个硬件组件或一个软件管理平台,拥有专家系统,即能嵌入最好的经验和集成有设备运行中获得的生命期数据来帮助诊断和解决问题。
此概念在一台层压机中测试(如图2)。装备了执行软件来创建一系列情境。(1)控制处理环境;(2)维护工程工具;(3)模拟环境;(4)人机界面;四环境下的通用数据库作为不同环境下创建的组件的信息库。
(1)远程维护工程支持工具。定义环境过程,支持机器整个生命期,包括设计与制造。定义和配置机器参数,确定监视数字与模拟量,模拟和监视机器活动,允许用户查看机器逻辑控制同时模拟设计机器的运行(行为)。
(2)基于虚拟模型的主件。提供可视化参数点,再现故障流程或可视化机器额外行为的描述,描述运行时间和工程环境,包含分析机器逻辑配置的模拟可视化工具。一个用组态软件制作的模拟再现的机器,能扮演演示机器参数,复现机器行为,提供报警界限。
(3)人机界面。为监视、操作、诊断提供操作界面。本项目人机界面(HMI—human-ma—chine interface)基于WEB技术和浏览应用技术,用于操作监视和诊断的自动化解决。实现让用户不管在何位置能像WEB一样访问HMI界面。
通过装有组态软件的监视机器连接层压机PLC部件,采集层压机数据,用维护系统软件集成上面组件,就能提供:远程机器工作逻辑验证、关键参数点位置及其活动模型再现和远程实时访问HMI。
2 远程维护的多媒体工具的评估
通过演练比较,测试采用多种方法来帮助开发者获得更好的理解开发系统。一个用户操作员目睹了层压机故障问题的发生、发展过程,与异地层压机制造商工程师一起协商解决问题故障。
2.1 远程维护场景
系统平台已建好(专家系统尚没集成),诊断场景建立:用户维护技术员遇到机器故障困难,邀请机器制造商工程师介入帮助。任务是建立合作者,一个制造商工程师远程诊断用户机器。测量目标:诊断时间,发现问题的时间,二个工程师间的交流与用户技术员对问题解决的满意程度。
原形维护系统平台用于测试。远程分别用不同诊断工具引导用户技术员检查机器。这些工具包括电话、EMAL、网络摄像机、基于WEB的HMI、模拟、远程控制工具。分析了传统工具和多媒体工具下的不同。
2.2 结果
用电话场景:大量的交流在二个工程师间,用户技术员详细描述了发生了什么、位置、PLC自带HMI反馈信息,制造商工程师花大量时间构建问题并试图理解并提出可能性维修建议,交流都是用户方技术员主导,问题的解决效率、相互的交互依赖于用户技术员的反馈。
有了视频相机:反复问题交流次数变少,问题说明更高效,时间主要聚焦在分析问题上,制造商工程占主导,能用相机所见引导用户,时间化费少的多。
有了多媒体通讯工具:制造商工程师利用远程维护工具能知道发生了什么,能给出直接、清晰、正确的指导,能很快定位哪个部分什么位置发生了问题及其解决办法。
从观察结果看,用视频诊断时间大约减少45%。有了多媒体通讯工具,诊断时间减少50%多。对传统维修方法,大量时间用在问题再现的确认交流上,诊断的执行依赖于用户技术员对故障信息的描述详细程度与准确度。
3 远程维护系统相关问题
尽管远程维护系统有很多好处,但从业务的开展看还有一些问题:(1)安全,用户允许制造商工程师远程访问网络,同时又要防止外网病毒的入侵;(2)远程维护需要制造商工程师提供实时服务,有可能要24小时服务,制造商工程师服务团队要构建,需要认识提供实时服务的人力资源建设;(3)新维护系统要求制造商企业和用户方单位建立新的服务需求协定。制造商可能把关系设备核心的维护资源浓缩进专家知识库系统中。同时,需要训练远程维护诊断系统的用户,让他们精通远程诊断系统。
4 结语
基于自动层压机远程维护系统的采用给层压机制造企业提供了机遇和挑战,好的维护工程工具和集专家知识库于一体的3D工作模型的建立是远程维护系统在这些自动化机械制造领域被广泛使用的前提,相信随远程维护系统的各组件的完善,必给自动层压机设备终身维护和预测防护带来新的生机。
参考文献
[1]R.Harrison,A.A.West,and R.P. Monfared,”Distributed Engineering of Manufacturing Machines,”Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,Part B:Journal of Engineering Manufacture.vol.215,pp.217-231, 2001.
电池组件 篇7
1 EL测试的原理
EL测试在太阳电池中得到较好运用,其少子的扩散长度要高于势垒宽度,工作人员需要掌握电子和空穴通过势垒时存在复合而消失的情况,然后继续向扩散区扩散。在特定的电压下主要是正向偏置,p-n结势垒区和扩散区都拥有少数载流子,然后这些非平衡状态会与大多数载流子复合,并散发光亮,这就是太阳电池发光的主要原理[1],具体情况见图1[2]。
在测试过程中,工作人员应在太阳能电池两端增加正向偏压,并确保发出的光子能够被获取。灵敏的CCD相机,能够快速获取这些光子,形成太阳电池的辐射复合分布图像。这种情况下,电致发光强度比较低,其波长一般在红外区域,要能够保证产生较小的噪声,不会影响反应的灵敏度[3],具体情况见图2。
在EL测试中,晶体硅太阳电池加上正向偏置电压,都会向电池注入大量非平衡载流子和直流电源,是产生非平衡载流子的主要设备。电池通过在这些非平衡载流子与平衡的载流子不断复合而发生光亮,形成光伏效应的逆过程,然后利用有效的相机捕捉这些光子,计算机处理后,显示的整个过程都要在暗室进行。EL测试图像亮度,会与电池片的少子寿命及电流密度成正比排列[4],具体内容如图3所示。在太阳电池出现缺陷的地方,少子扩散长度比较短,且能够显示,此时图像展示的亮度较差。在EL测试后,分析图像,能够清晰地发现太阳电池及组件潜在的缺陷,工作人员要做好记录,并合理制定合理的措施。
2 EL测试常见缺陷及分析
2.1 破片
在测试组件测试中,工作人员发现其中存有破片,这种情况主要是封装过程中的焊接和层压导致。在测试图中,这种情况主要显示为黑块,见图4。电池片破裂后,没有电流注入,所以该区域不会发出亮光。
2.2 隐裂
晶体硅太阳电池选用的硅材料容易破碎,所以工作人员在组装中要注意裂片产生的不同形式。这种形式主要有两种,一种是显裂,另一种是隐裂。在实际工作中,显裂能够用眼睛看到,工作人员可以在组件生产中通过分序的方式,剔除这种情况。而在隐裂的分辨中,工作人员无法使用肉眼看到,所以在生产中存在破片问题。太阳电池中的单晶硅的解离面有一定规则,能够在EL测试图中更加清楚掌握单晶硅电池的隐裂纹,然后分析这种规律性。一般情况下,这种隐裂纹都是沿着对角线的方向,呈“X”状分布,工作人员很难在晶体中分辨是多晶硅的晶界还是电池片中的隐裂纹,见图5。
根据研究显示,在晶体硅太阳电池中,长度超过1 mm的裂纹无法应对较大的承载,一般以2 400 Pa为上限,这种压力会对电池产生严重影响[5]。工作人员在户外使用这种电池时,会加大裂缝的程度,使其变成碎片,导致电性能的损失或开路,这种情况下会严重影响电池的寿命和可靠性,所以,工作人员要进行EL测试。
2.3 断栅
在电池片中出现断栅,是因为电池片本身栅线印刷不够细致或焊接过程存在失误导致。在EL测试中,要分析电池片中主栅线的暗线,对其注入电流,如果密度很小或基本没有,会导致电池片的断栅出光度较弱,见图6。
2.4 烧结缺陷
生产电池片的过程中,要重视烧结工序,然后掌握这种工艺参数。如果烧结设备存在缺陷,就是会导致生产出的电池片在测试中,出现大面积的履带印,这种情况下如果进行工装改造,就能够较好改善这个问题。其现象如图7所示。
2.5 黑芯片
在EL测试图中,工作人员发现黑芯片能够清晰地看到电池片中心到边缘逐渐变亮的区域,其主要原因产生在硅材料制作过程中,即硅棒的拉制过程中,主要与溶解度和分凝系数有关。这种缺陷主要是晶体硅电池片内的少量载流子浓度降低,然后造成这种缺陷,最后出现电池片在EL测试成像图片中部分颜色较淡的情况,见图8。
2.6 漏电
漏电现象主要是电性能测试的问题,图9主要显示的是Irev2值偏大的片子。
从图中可知,较粗黑线主要代表这个区域缺少探测器,无法分析光子的出现。工作人员需要使用显微镜观察,发现电池正面银浆印刷,并在硅片的表面有划伤出现。在IV测试的分选中,要增加12 V反压,然后增加正面的p-n结烧穿短路,所以其区域测试显示为黑色。
2.7 电池片混档
电池片混档这种情况主要存在于组件生产过程中,有部分电池片发光强度不均衡,电池片电流分档受到影响,如图10的组件混档,就是电流或是电压分档不一致导致的。
2.8 电池片电阻不均匀
在EL测试中,工作人员要分析电池表面的发光强度,分析其出现的原因。电池片电阻不均匀,主要区域较暗,串联电阻较大。这种缺陷在电池片少子寿命少的情况下,有明显差异。例如电阻不均匀,太阳电池片分布的地段会呈现电阻大的情况。但从实际情况分析,这种缺陷密度较高,电池中会有少子符合,并逐渐增加符合速度,减少跃迁概率,这种现象会缩短少少子寿命,影响电池在EL测试中的亮度。
工作人员要明确电池片在使用上体现的功能,然后分析不均匀电阻及可能体现的参数数值,由这个因素分析并联电阻对整个线路的影响。一般来讲,并联电阻不会对电池造成较大影响,但是p-n结反向特征明显。工作人员要在并联电阻的影响下,分析漏电流的影响及作用,并检查和记录电池功率的下降情况。
3 结语
EL测试在晶硅电池组件的应用中,要明确主要使用的原理和方法,工作人员使用电致发光原理,对电池及其组件进行红外成像测试。在EL测试中,工作人员能够准确检查出电池片中的情况,例如是否存在隐裂、电阻不均匀或断栅等缺陷,这种隐形缺陷想无法通过人员肉眼查验,只能在试验中进行分析。在测验中,如果出现人为划痕也能被较好地分辨出来,工作人员通过这种方式进行电池及其组件的检测,充分体现EL在电池应用和组件质量使用中的作用[6]。
参考文献
[1]刘恩科,朱秉生,罗晋生,等.半导体物理学[M].西安:西安交通大学出版社,1998.
[2]Y.Takahashi,Y.Kaji,A.Ogane,et al."-Luminoscopy-Novel Tool for the Diagnosis of Crystalline Silicon solar cells and Modules Utilizing Electroluminescence"[R].Tokyo:IEEE,2006.
[3]P.Würfel,T.Trupke,and T.Puzzer.Diffusion lengths of silicon solar cells from luminescenceimages[J].J.Appl.Phys,2007(101):110-123.
[4]柳效辉,徐林,肖晨江,等.晶体硅太阳电池电致发光的研究[J].太阳能学报,2011,6(6):21-25.
[5]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,2010,10(5):105-107.
电池组件 篇8
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.
电池组件 篇9
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.