光伏組件隱裂的成因、危害及預(yù)防措施

1、 光伏組件隱裂的成因、影響及預(yù)防黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司 目目 錄錄光伏組件隱光伏組件隱裂的成因裂的成因1隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響2光伏組件隱裂的檢測(cè)光伏組件隱裂的檢測(cè)3光伏組件光伏組件隱裂的隱裂的預(yù)防預(yù)防4 光伏組件隱裂的成因光伏組件隱裂的成因l 隱裂是指當(dāng)電池片（組件）受到較大的機(jī)械或熱應(yīng)力時(shí)，使電池單元產(chǎn)生肉眼不易察覺(jué)的隱性裂紋，但可能造成電池片部分毀壞或電流缺失。l 隱裂用肉眼無(wú)法辨認(rèn)，但會(huì)在EL測(cè)試時(shí)顯示出明顯的、具有明暗差異的紋路。l 隱裂與熱斑不同，隱裂只是可能導(dǎo)致電池?cái)嗦?，從而影響功率輸出；而熱斑則是電池因遮擋等導(dǎo)致的短路，使得電池片變成

2、了負(fù)載，從而造成產(chǎn)生局部發(fā)熱的現(xiàn)象。隱裂的定義隱裂的定義 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂隱裂的表現(xiàn)的表現(xiàn) 線性隱裂 十字隱裂 片狀隱裂 碎片 缺 角 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目項(xiàng)目圖例圖例不合格不合格判定標(biāo)準(zhǔn)判定標(biāo)準(zhǔn)線狀隱裂造成的電池?fù)p失面積5%的隱裂紋及其延長(zhǎng)線，同一組件上3處或同一電池上2處十字隱裂造成的電池?fù)p失面積5%的隱裂紋及其延長(zhǎng)線，同一組件上6處或同一電池上3處片狀隱裂單片電池隱裂面積大于12cm的片狀隱裂，同一組件上5片

3、一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目項(xiàng)目 圖例圖例 不合格不合格判定標(biāo)準(zhǔn)判定標(biāo)準(zhǔn)碎片 面積8mm的單片電池碎片，同一組件上6片。 缺角 面積6mm的缺角，同一組件上5片。 功率混檔 高檔位電池片混入低檔位組件中大于3片，根據(jù)組件功率判斷 短路不存在短路現(xiàn)象隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)隱裂的判定標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目項(xiàng)目 圖例圖例 不合格不合格判定標(biāo)準(zhǔn)判定標(biāo)準(zhǔn)黑心片黑心程度不超過(guò)圖二，單片電池黑心面積占整片電池面積比例25%，黑心片數(shù)量15%組件數(shù)量；黑心程度小于圖一，片數(shù)不計(jì)。工藝污染單片電池污染面積1/3，污染片不超過(guò)8片。斷柵1、單片斷柵面積2%以內(nèi)，片數(shù)不計(jì)；2、單片斷柵面積

4、2%-10%，斷柵片數(shù)占組件總片數(shù)比例30；3、不存在單片斷柵面積大于10%的電池片。過(guò)焊不存在過(guò)焊 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因組件隱裂？生產(chǎn)生產(chǎn)包裝儲(chǔ)存包裝儲(chǔ)存運(yùn)維運(yùn)維安裝安裝運(yùn)輸運(yùn)輸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)組件生產(chǎn)及發(fā)電環(huán)節(jié)組件生產(chǎn)及發(fā)電環(huán)節(jié) 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因-生產(chǎn)生產(chǎn)l 電池片生產(chǎn)環(huán)節(jié)電池片生產(chǎn)環(huán)節(jié)高溫工序后內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有完全釋放電池片包裝運(yùn)輸搬運(yùn)l 組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)串焊接時(shí)主柵線有焊錫渣或其他異物殘留，接觸式焊接導(dǎo)致線性或十字隱裂電池片上有焊錫渣或其他異物，層壓時(shí)受力

5、導(dǎo)致線性或十字隱裂組框時(shí)受力產(chǎn)生隱裂傳輸過(guò)程受力過(guò)大產(chǎn)生隱裂清洗表面時(shí)用力過(guò)大產(chǎn)生隱裂暴力傳輸、暴力翻轉(zhuǎn)、壓組件過(guò)程產(chǎn)生隱裂l 目前，一線組件廠家組件在層壓前、層壓后對(duì)組件的隱裂進(jìn)行全檢，在成品完成后也會(huì)對(duì)組件的隱裂特性進(jìn)行抽檢，光伏組件在生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量要求和質(zhì)量管理已經(jīng)基本規(guī)范。 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因-存儲(chǔ)存儲(chǔ)運(yùn)輸運(yùn)輸l 組件運(yùn)輸環(huán)節(jié)組件運(yùn)輸環(huán)節(jié)組件箱體變形、長(zhǎng)期雨水浸透、組件來(lái)回搬運(yùn)等造成箱體歪斜，使箱體內(nèi)單塊組件具有活動(dòng)空間，搬運(yùn)過(guò)程中的組件晃動(dòng)易造成對(duì)角式隱裂托盤(pán)強(qiáng)度不夠，在組件搬運(yùn)過(guò)程中托盤(pán)變形，使得組件表面產(chǎn)生受力，導(dǎo)致電池片產(chǎn)生網(wǎng)狀隱裂

6、 組件包裝箱傾斜導(dǎo)致整體對(duì)角式隱裂 托盤(pán)強(qiáng)度不夠表面導(dǎo)致網(wǎng)狀隱裂 一、一、 光伏組件隱裂的成因光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因-存儲(chǔ)存儲(chǔ)運(yùn)輸運(yùn)輸l 組件運(yùn)輸環(huán)節(jié)組件運(yùn)輸環(huán)節(jié)叉車司機(jī)暴力裝卸運(yùn)輸車輛大幅度顛簸二次倒運(yùn) 一、一、 光伏組件隱裂的成因光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因-存儲(chǔ)存儲(chǔ)運(yùn)輸運(yùn)輸隱裂的成因隱裂的成因-安裝安裝 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因-安裝安裝l 組件搬運(yùn)組件搬運(yùn)組件安裝過(guò)程中應(yīng)避免單人背組件、頭部頂組件，在組件安裝過(guò)程中踩踏組件。組件安裝應(yīng)遵循自上而下，自左而右的順序。 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱

7、裂的成因-安裝安裝l 組件搬運(yùn)組件搬運(yùn)U型隱裂：?jiǎn)稳吮辰M件產(chǎn)生平行分布：人為踩踏等隱裂的成因隱裂的成因-安裝安裝組件安裝完成后應(yīng)緊固螺栓，避免組件在大風(fēng)氣候下不?；蝿?dòng)。 一、光伏組件隱裂的成因一、光伏組件隱裂的成因 光伏組件隱裂的成因光伏組件隱裂的成因隱裂的成因隱裂的成因設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝儲(chǔ)存設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝儲(chǔ)存 目前，光伏組件在生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量要求和質(zhì)量管理已經(jīng)基本規(guī)范，且隨著客戶對(duì)質(zhì)量要求的不斷提升和工藝優(yōu)化，這個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量保障較為充分。運(yùn)輸、安裝運(yùn)輸、安裝 針對(duì)不同的安裝條件形成有指導(dǎo)意義的安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)； 大部分施工單位沒(méi)有專業(yè)的施工隊(duì)伍，由當(dāng)?shù)孛窆づR時(shí)組建的隊(duì)伍較為常見(jiàn)，且民工流動(dòng)性大，

8、對(duì)組件無(wú)基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，在施工前亦未對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行培訓(xùn)，整個(gè)過(guò)程中的質(zhì)量控制點(diǎn)掌握較差。運(yùn)維運(yùn)維 運(yùn)維單位經(jīng)過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)摸索，趨于規(guī)范化，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。 從從影響組件質(zhì)量因素的整個(gè)環(huán)節(jié)分析影響組件質(zhì)量因素的整個(gè)環(huán)節(jié)分析來(lái)看，組件來(lái)看，組件的安裝質(zhì)量的安裝質(zhì)量是是整個(gè)組件質(zhì)量把控中整個(gè)組件質(zhì)量把控中最最為薄弱的環(huán)節(jié)，也是電站組件質(zhì)量容易產(chǎn)生為薄弱的環(huán)節(jié)，也是電站組件質(zhì)量容易產(chǎn)生問(wèn)題問(wèn)題的的環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)。隱裂的隱裂的成因成因二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析l 電池片中電流傳輸路徑為：細(xì)柵線收集電池片產(chǎn)生的電流傳導(dǎo)至主

9、柵線，再通過(guò)匯流帶和接線盒引出。電池片的電流與電池片的發(fā)電面積成正比。如果隱裂導(dǎo)致部分電流無(wú)法傳至主柵線，使電池片形成失效面積；l 電池是一個(gè)PN結(jié)，其產(chǎn)生電壓為PN結(jié)的結(jié)電壓，如果隱裂導(dǎo)致形成失效面積，其部分電流無(wú)法傳至主柵線，使電池電流短路電流變小，從而使得組件輸出功率變??；l 判斷隱裂是否使電池形成失效面積的主要依據(jù)是隱裂是否阻斷了電流由細(xì)柵線到主柵線的傳輸途徑。 隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析l 判斷隱裂是否使電池片形成失效面積的主要依據(jù)是隱裂是否阻斷了電流由細(xì)柵線到主柵線的傳輸途徑。單條線狀隱裂不會(huì)產(chǎn)生失效面積，即使隱裂貫通電池片，如左圖。繼續(xù)推斷可得，電池

10、片以主柵線為界劃分為4個(gè)不同的細(xì)柵線區(qū)域（以下簡(jiǎn)稱細(xì)柵區(qū)域），每個(gè)區(qū)域只有一條隱裂也不會(huì)產(chǎn)生失效面積，如右圖。二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析 對(duì)于在同一的細(xì)柵區(qū)域，隱裂圍成封閉圖形，如下圖所示，封閉圖形面積是否成為失效面積，需要根據(jù)隱裂的類型判斷：二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析隱裂對(duì)電池片功率影響理論分析 對(duì)于十字隱裂，如果交叉點(diǎn)在主柵線上，且未與電池邊緣形成無(wú)主柵線通過(guò)的封閉圖形，則不會(huì)形成失效面積，如左圖所示。 如果交叉點(diǎn)不在主柵線

11、上，如右圖，即使產(chǎn)生了上一條中會(huì)產(chǎn)生失效面積的隱裂類型（電池頂部隱裂），因隱裂自身并未形成封閉圖形，仍可通過(guò)較遠(yuǎn)的細(xì)柵輸出電流，但輸出能力下降、EL圖像變暗。二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率影響理論分析隱裂對(duì)組件功率影響理論分析1）組件一般兩串電池片（20片）并聯(lián)一個(gè)二極管；2）當(dāng)電池片正常工作時(shí)，旁路二極管反向截止，對(duì)電路不產(chǎn)生任何作用。不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率影響理論分析隱裂對(duì)組件功率影響理論分析1）整個(gè)線路電流將由最小電流電池片決定（損壞電池），

12、若某片損壞程度嚴(yán)重，不發(fā)電形成負(fù)載，旁路二極管導(dǎo)通，此時(shí)該串電池片被短路；2）如果2串電池串并聯(lián)的旁路二極管導(dǎo)通，此時(shí)組件中輸出的電流、電壓為其他4串的輸出（電流輸出不變，電壓輸出降低），整個(gè)組件的輸出功率降低。 導(dǎo)通導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通不導(dǎo)通損壞電池片損壞電池片二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率隱裂對(duì)組件功率影響測(cè)試分析影響測(cè)試分析二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率隱裂對(duì)組件功率影響測(cè)試分析影響測(cè)試分析二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響一般情況下，隱裂對(duì)組件功率

13、影響并不特別嚴(yán)重。（低于工信部行業(yè)規(guī)范要求的多晶硅電池組件衰減率在2年內(nèi)分別不高于4.2%）；但組件一旦產(chǎn)生隱裂，且在安裝過(guò)程中受到外力的作用下極易進(jìn)一步擴(kuò)大，最終會(huì)對(duì)功率和可靠性造成影響。 隱裂對(duì)組件功率影響實(shí)際測(cè)試結(jié)果隱裂對(duì)組件功率影響實(shí)際測(cè)試結(jié)果-電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果 二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件功率影響實(shí)際測(cè)試結(jié)果隱裂對(duì)組件

14、功率影響實(shí)際測(cè)試結(jié)果-電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果 隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析l 電池片主體為硅材料，厚度小于200um，隱裂很容易在環(huán)境的誘因下繼續(xù)擴(kuò)大，其中對(duì)影響最大的是冷熱循環(huán)。在光伏電站建設(shè)的荒漠地區(qū)，風(fēng)沙強(qiáng)、晝夜溫差大，如此惡劣的環(huán)境下，已有隱裂的會(huì)擴(kuò)大，左圖的電池片正常情況下不會(huì)影響組件功率，但在戶外使用后隱裂會(huì)繼續(xù)延伸，最終形成類似圖2使電池片出現(xiàn)失效面積，組件功率降低。二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析-外觀外觀 TC50前后組件外觀無(wú)明顯變化l 挑選隱裂片數(shù)為0

15、片、1片、5片、20片的4塊單晶組件進(jìn)行TC50模擬測(cè)試二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析隱裂對(duì)組件可靠性的影響分析-隱裂隱裂 TC50前后組件EL圖像顯示，隱裂繼續(xù)擴(kuò)大。二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響二、隱裂對(duì)組件功率及其發(fā)電量的影響三、光伏組件隱裂的檢測(cè)三、光伏組件隱裂的檢測(cè)ELEL（ElectroluminescenceElectroluminescence）測(cè)試原理）測(cè)試原理 晶體硅電池外加正向偏置電壓，電源向太陽(yáng)電池注入大量的非平衡載流子，電致發(fā)光依靠從擴(kuò)散區(qū)注入的大量非平衡載流子的不斷復(fù)合而發(fā)光，利用CCD（CMOS）

16、相機(jī)捕捉這些光子，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后顯示出來(lái)；整個(gè)測(cè)試過(guò)程需要在黑暗環(huán)境中進(jìn)行。三、光伏組件隱裂的檢測(cè)三、光伏組件隱裂的檢測(cè)ELEL測(cè)試原理測(cè)試原理 EL圖像的亮度正比于電池片的少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度與電流密度。存在缺陷的地方，少子擴(kuò)散長(zhǎng)度較低，所以顯示出來(lái)的圖像較暗。因此可以通過(guò)測(cè)試圖像的明暗來(lái)判斷組件的質(zhì)量問(wèn)題。三、光伏組件隱裂的檢測(cè)三、光伏組件隱裂的檢測(cè)ELEL測(cè)試儀測(cè)試儀l 功能通過(guò)EL測(cè)試儀可以清楚的發(fā)現(xiàn)組件電池片的各種缺陷（黑心、隱裂、斷柵、虛焊、混檔等），及時(shí)發(fā)現(xiàn)組件的缺陷并進(jìn)行排除，保障組件質(zhì)量。l結(jié)構(gòu) EL測(cè)試儀通常包括測(cè)試暗室（夜晚拍攝時(shí)不需要）、測(cè)試相機(jī)（目前有CCD和CMOS

17、兩種）、供電電源（為光伏組件提供反向電壓）、控制系統(tǒng)等。l分類 實(shí)驗(yàn)室EL測(cè)試儀 便攜式EL測(cè)試儀：暗室與無(wú)暗室EL測(cè)試儀、移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防生產(chǎn)單位嚴(yán)格把控組件質(zhì)量生產(chǎn)單位嚴(yán)格把控組件質(zhì)量 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的人、機(jī)、法、料、環(huán)及組件的包裝與運(yùn)輸?shù)却嬖诘娘L(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)把控，保證組件出廠質(zhì)量，有必要可開(kāi)展駐場(chǎng)監(jiān)造以及發(fā)貨前的抽檢驗(yàn)收工作。重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)：l 嚴(yán)格執(zhí)行集團(tuán)公司的組件質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，要求組件生產(chǎn)企業(yè)在層壓前、層壓后EL全檢組件（隱裂特性），并開(kāi)展成品入庫(kù)前以及出貨前組件EL（隱裂特性）的抽檢，并將組件生產(chǎn)隱裂特性測(cè)試結(jié)果作為附件材料提交業(yè)主； l嚴(yán)格

18、執(zhí)行集團(tuán)公司的組件包裝、運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)，減少組件運(yùn)輸及吊裝過(guò)程中的應(yīng)力，減少組件隱裂。 四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-卸貨卸貨四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件存儲(chǔ)組件存儲(chǔ)四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防 規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件開(kāi)箱堆放組件開(kāi)箱堆放四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件搬運(yùn)組件搬運(yùn)四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件擺放組件擺放四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件安裝組件安裝四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件隱裂的預(yù)防規(guī)范電站組件安裝工藝規(guī)范電站組件安裝工藝-組件安裝組件安裝四、光伏組件隱裂的預(yù)防四、光伏組件