摘 要：論述了光伏組件中電池片隱裂帶來的危害，并利用電致發光技術(EL檢測)結合模擬實驗，對于在組件生產過程中有關產生電池片隱裂的幾個影響因素分別進行驗證，同時提出改善措施，降低隱裂發生率，提高組件產品合格率。

　　關鍵詞：隱裂 EL檢測 光伏組件　職稱論文發表網

　　1 隱裂的由來及危害

　　隱裂是太陽能光伏組件的一種不良現象，是指組件中電池片在封裝之后出現肉眼無法察覺的細微裂縫的現象。電池片隱裂會在機械載荷下擴大，可能會導致開路性的破損。若隱裂情況較為嚴重時，可能發生熱斑效應，使隱裂電池片區域溫度升高，加速組件封裝材料的老化，使整個組件的電流輸出受到影響，輸出功率降低，最終加速組件的功率衰減，降低其正常使用壽命。目前的EL檢測儀利用晶體硅的電致發光原理可檢測出隱裂等電池片內部缺陷。

　　2 隱裂的原因分析及實驗驗證

　　組件生產的工藝流程：電池片分選—單焊—串焊—疊層—(EL測試)—層壓—(EL測試)—清裝—組件測試—(EL測試)—包裝。由于層壓前的組件均經過EL檢測，有隱裂或者其他缺陷的電池片已進行及時返修更換，確保層壓前的組件沒有問題，因此，可以排除焊接、疊層等工序對隱裂的影響。而通過對層壓前和層壓后EL圖像分析，層壓過程中對組件施加壓力造成組件中電池片發生隱裂的幾率很小，基本也可以排除。另外確認隱裂產生的主要工序，可以對各工序造成的隱裂組件進行統計對比，對占比較大的工序進行改善。經統計，清裝工序隱裂比率約占總隱裂比率的85%，因此，生產過程中造成組件隱裂的癥結可以確認為清裝工序。以下主要對清裝工序各環節對隱裂造成的原因進行分析確認。

　　2.1 周轉托盤變形造成隱裂

　　生產車間周轉組件使用復合木質托盤，其材質較軟，托盤承重面僅為一層木材，當一組共20塊組件放置于托盤上，并用手動液壓周轉車進行搬運時，托盤受重力產生變形，托盤和組件表面形成一個明顯的受力點，造成放在最下邊的組件局部受力過大發生隱裂。根據模擬實驗，一托組件20塊，玻璃面朝下，液壓周轉車叉起后，模擬周轉車路線實驗，結果比對模擬實驗前后的EL圖像，發現放在最下邊的組件已發生隱裂，發生位置與液壓周轉車頂起托盤的位置一致，且電池片為大面積隱裂。因此，組件電池片隱裂與周轉托盤變形有關。

　　2.2 組件翻轉時震動較大造成隱裂

　　組件在清洗臺上翻轉后，會由于慣性持續震動3～5 s，且振幅較大，它會造成組件內電池片反復變形，極易造成電池片隱裂。模擬實驗中重復組件翻轉動作，數據表明有約0.44%的組件由于這樣的震動出現了隱裂的現象。

　　2.3 反復擦拭組件造成隱裂

　　組件玻璃面經常有殘留EVA膠點較難清除，員工需使用較大的力氣反復擦拭后才能完全清除，這種行為導致組件玻璃面受力嚴重，極易造成隱裂。模擬實驗確認：在組件表面施壓壓力使其嚴重變形后，組件出現隱裂現象，由此確認清洗方法不合理可以造成隱裂。

　　2.4 搬運過程中造成隱裂

　　人工在水平方向搬運組件的過程中，組件中間部位受重力作用往下彎曲且上下抖動幅度較大，中間部位的電池片彎曲的幅度也會比較嚴重，進而引起隱裂。根據模擬實驗，由兩個人水平方向搬運組件且上下抖動，對比搬運前后的EL檢測圖片，發現組件已產生嚴重隱裂，即在搬運過程中會造成隱裂。

　　3 隱裂的對策措施及控制要點

　　3.1 重新設計托盤避免托盤變形

　　針對托盤材質軟，受力易變形等問題，可以改變托盤設計，在其承重面下方增加一層受力面變成雙層托盤，并使用硬度較大的實木材質，加強托盤結構。同時規定手動液壓搬運車使用方法，即周轉組件時使用1.8 m長液壓搬運車需縱向插入托盤，使用1.4 m液壓搬運車時需橫向插入托盤，并確保使用時將托盤整體打起，此動作可減少組件與托盤受力，避免隱裂發生。

　　3.2 加裝海綿墊減少震動

　　針對組件翻轉時震動過大造成的隱裂，可在清洗臺臺面上加裝海綿墊，在不影響清洗工作的情況下，可有效減輕組件翻轉之后的震動。

　　3.3 層壓前在組件下方墊放玻璃紙減少殘留EVA附著

　　針對擦拭組件玻璃面EVA膠點造成的隱裂，直接在層壓工序提出改善措施，層壓前在組件下方墊放玻璃紙(鋼化玻璃來料時玻璃之間均由玻璃紙分隔)，從源頭上防止下層高溫布上殘留的EVA附著在組件玻璃表面，杜絕由于用力反復擦拭組件造成的電池片隱裂。增加此動作后，不但組件沒有了EVA膠點殘留的現象，連表面本身的臟污等情況也大幅減少，清裝工序清洗時間可減少約40 s。

　　3.4 搬運方式變更

　　對于未裝框組件短距離的搬運，規定必須把組件豎起搬運，不能以水平方向進行搬運，減少組件震動幅度。

　　4 成效及結論

　　經過上述對策的實施和改進，隱裂情況得到大幅度的改善，車間產品合格率得到明顯提高，產品質量得到保證。對組件電池片產生隱裂和隱裂擴大，外力和組件所處的環境均是影響因素，因此在電池片和組件生產的過程中，尤其在電池片運輸、傳遞過程中應注意避免不當的外力介入。

　　參考文獻

　　[1] 李長嶺，戴麗麗，張海磊，等.隱裂對光伏組件性能影響的研究[J].上海有色金屬，2012，33(4)：180-183.

　　[2] 李長嶺，江揚宇，周華英，等.晶體硅光伏組件工藝研究[J].上海有色金屬，2012，33(3)：135-137.

　　[3] 李娜，張之根，武耀忠，等.隱裂電池片在標準測試后的變化的分析[C]//第十一屆中國光伏大會暨展覽會會議論文集.1044-1048.