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光伏组件材料失效之分析

2021-06-13

  一、导语

  提到光伏产品,信任已家喻户晓。从地面光伏电站,房屋建筑一体化BIPV、太阳能发电高速公路,节能轿车等方面都有光伏产品的影子,信任在不久的将来光伏的运用会愈加广泛。

  光伏组件作为太阳能发电系统中的核心部件,其运用寿数与层压工艺有必定关系,但更取决于其所运用的原材料本身的功用,其间最关键的就是光伏背板。光伏背板作为组件的最外层,与外界环境直触摸摸,饱尝野外风吹雨打、暴晒、腐蚀和污染;还与内部的封装材料相触摸,起到对外避免漏电,对内阻遏水汽的作用。

  光伏背板由高分子材料组成,有一些光伏背板在运用一段时间后,会提前露出出明显的质量问题,甚至会导致组件失效。当时光伏背板露出出来的其间一个严重问题就是背板开裂。研究发现,背板开裂问题首要会集在3A背板中。运用了3A背板的光伏电站在安装一年后背板表面现已出现很多微裂纹,投运四年后背板开裂比例现已超过40%。2016年前后,全球稀有GW级的光伏电站受影响,包含国内的西部电站和海外电站,严重影响电站的投资收益。

  二、背板开裂问题分析

  针对背板开裂问题,研究人员从全球各地抽取了运用3-6年就出现背板开裂的组件,并经过了一系列化学和机械检验。成果表明,最软弱的区域发生在背板的内侧,而非露出在空气中的外层。另外发现裂纹大多发生在电池片的空地之间。

  光伏组件在运用过程中,封装材料EVA(乙烯乙酸乙烯酯)在水汽(光伏背板均有必定的透水率)和阳光(包含紫外光)的作用下,在必定的温度下会发生水解反应,发生乙酸,背板材料触摸乙酸会导致降解,进而出现了开裂。在电池不和的EVA封装材料因为受光较弱,相对于电池空地的EVA水解较少。简言之,背板开裂的首要原因是EVA水解发生乙酸导致,电池片空地的裂纹较多也是因为空地的EVA受光照较强所形成的。

  三、检验条件的改进

  从上述的分析成果看出,EVA水解需求具有的条件是:光照、水汽和温度,三者缺一不可。而当时针对光伏产品最常用的检测标准IEC61215和IEC61730中,只有独自的紫外UV老化系列试验和独自的高温高湿DH系列试验,即因此常规的紫外UV老化试验和高温高湿DH试验是无法仿照EVA水解反应对组件全体寿数的影响。在此布景下,华阳检测率先引进了UV+DH复合式老化环境箱,是国内仅有的几家能够完结复合检测的组织之一,该复合试验箱能够有用的验证零部件材料(包含背板)在杂乱的试验环境下抗各种老化功用的能力。

  四、何为UV+DH复合式老化环境箱

  UV+DH复合式老化环境箱是将两个独立的老化试验(UV+DH)进行兼并,完结两个试验项目(UV+DH)一同工作,即在高温高湿环境下进行紫外老化的检验,可广泛用于光伏连接器、光伏背板、光伏组件(小尺寸)的耐候性检验。华阳检测现有的复合式老化环境箱辐照的有用面积为1m×1m,紫外辐照强度150~250W/m²,累计辐照总量可设置范围15kWh/m²~120kWh/m²,温度可到达95℃,湿度可高达95%RH。可依据需求调理总的紫外辐照量和高温高湿环境的时间。

  五、如何进行DH+UV复合式老化检验

  华阳检测依据零部件材料的检验标准和检验经历,引荐进行复合式老化试验的检验参数如下表:

  通过上述的试验能够在短时间内评价零部件材料的质量,是一个快速高效的选择方法。华阳检测正在用DH+UV复合式老化箱为客户进行连接器材料的紫外高温高湿试验,如下图所示(设置参数:温度为85℃,湿度为85%RH,辐照量为120kWh/m²,检验时间为1000h)。

  六、结语

  目前为止,越来越多的材料厂商开端重视并展开复合式试验项目的检测作业,信任在不久的将来,复合式老化检测将会归入到常规的检测项目中。华阳检测将时间关注光伏职业的发展趋势,与检测设备厂家共同研发新的检测设备,为光伏职业产品质量的验证供应最牢靠的服务。

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