太陽能組件測試在PV在組件中的使用極為重要 在整個(gè)組件從硅片開始到電站組件安裝后各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)存在隱裂問題,如不能提前發(fā)現(xiàn),隱裂材料制造出來的組件將會(huì)造成非常大的損失,EL檢測儀就是在這一個(gè)過程中進(jìn)行內(nèi)部缺陷的測試,包含虛焊,斷柵,隱裂,低效率片,邊緣漏電,過刻等問題
因?yàn)闆]有移動(dòng)部件(在其它發(fā)電設(shè)備中產(chǎn)生可靠性問題的主要來源),PV組件的工作壽命主要是由穩(wěn)定性和對(duì)它的結(jié)構(gòu)材料的腐蝕所決定的。制造這保證20年壽命的擔(dān)保表明了現(xiàn)行批量生產(chǎn)的硅PV組件的質(zhì)量。然而,存在幾種失效模式和衰降機(jī)制,可以減少功率輸出或者引起組件失效。幾乎全部這些機(jī)制與水的進(jìn)入和熱應(yīng)力有關(guān)。
PV組件衰降和失效的例子。表明水蒸汽的進(jìn)入引起的太陽電池減反射膜的衰降
輸出功率的可逆性衰降
因?yàn)榭赡娴脑颍琍V組件可能輸出的功率逐漸減少。例如,可能被生長在前方的樹木遮擋,前表面覆蓋了塵土(前表面的塵土可能使PV組件的輸出減少10%)。一個(gè)組件可能已經(jīng)失效了,或者組件之間的互連可能改變了方陣的工作點(diǎn)。但是,這個(gè)功率的減少是可逆的,如果引起的原因被矯正。
方陣表面的灰土可以引起失配損失或輸出功率均衡的減少
PV組件的衰降和失效
衰降機(jī)制可能包括,隨時(shí)間的流逝PV組件輸出功率在組件減少,或者由于組件中某個(gè)太陽電池惡毒失效而引起的輸出功率的全面下降。
太陽電池衰降
引起組件性能漸進(jìn)性衰降的原因可能包括:
?RS增加,由于腐蝕(通常由水或者蒸汽引起)或者電極的黏著力下降;
?RSH減少,由于金屬遷移通過了PN結(jié);
?減反射膜退化。
電池短路
在電池互連之間可能產(chǎn)生短路,如下圖所示。對(duì)于薄膜太陽電池,這也是一個(gè)普通的失效模式,因?yàn)楸∧ぬ栯姵氐捻斀佑|和背接觸更靠近,有更多的機(jī)會(huì)經(jīng)受由于針孔、局部腐蝕和電池材料的損壞引起的短路。
互連短路引起的電池失效
電池的開路
這是一個(gè)普通的失效模式,雖然富余的接觸點(diǎn)和互連線允許電池繼續(xù)流通電流。電池碎裂的原因包括:
?熱應(yīng)力;
?冰雹;
?在處理和封裝過程中的損傷,導(dǎo)致了潛在的碎裂,在制造階段是不能夠發(fā)現(xiàn)的,但是在后來的某一時(shí)刻顯現(xiàn)出來。
碎裂的電池表明,怎樣互連才能夠有助于避免組件的開路失效
互連開路
由于循環(huán)熱應(yīng)力和風(fēng)載荷產(chǎn)生的疲勞,導(dǎo)致互連開路失效。
組件開路
在組件結(jié)構(gòu)中也發(fā)生開路失效,一般發(fā)生在接線盒或者連接線上。
組件短路
雖然每一個(gè)組件在銷售前都經(jīng)過測試,組件短路通常是制造缺陷的結(jié)果。由于氣候、分層、碎裂或者電化學(xué)腐蝕引起絕緣下降而產(chǎn)生短路。
組件玻璃破碎
故意破壞、熱應(yīng)力、搬運(yùn),風(fēng)或者冰雹,可能引起頂端玻璃的破裂。
組件分層
在早期組件中產(chǎn)生的一種普通的失效模式,現(xiàn)在組件分層問題減少了。通常是由于鍵合強(qiáng)度下降、濕氣的進(jìn)入、光熱老化、溫濕度膨脹的差產(chǎn)生的應(yīng)力引起的。
熱斑失效
失配、碎裂或者遮擋電池,可能導(dǎo)致熱斑失效,如前面熱斑加熱一節(jié)中討論的。
旁路二極管失效
用于克服失配問題的旁路二極管可能自己失效,通常是由于容量不夠大。如果PN結(jié)的溫度可以保持低于128℃,可以減少這個(gè)問題。
密封劑失效
UV吸收劑和其它的密封劑穩(wěn)定劑,保證了組件密封材料的長壽命。但是,由于浸出、擴(kuò)散而產(chǎn)生的緩慢的損耗,一旦濃度下降到某個(gè)臨界水平,就產(chǎn)生了密封材料的快速衰降。特別是,EVA層的褐變,伴隨著內(nèi)在的乙酸,引起某些方陣輸出功率逐漸減少,特別是聚光系統(tǒng)。