光伏组件工艺对隐裂的影响和改善

杨萍

摘 要：论述了光伏组件中电池片隐裂带来的危害，并利用电致发光技术（EL检测）结合模拟实验，对于在组件生产过程中有关产生电池片隐裂的几个影响因素分别进行验证，同时提出改善措施，降低隐裂发生率，提高组件产品合格率。

关键词：隐裂 EL检测 光伏组件

中图分类号：TM914 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0082-01

1 隐裂的由来及危害

隐裂是太阳能光伏组件的一种不良现象，是指组件中电池片在封装之后出现肉眼无法察觉的细微裂缝的现象。电池片隐裂会在机械载荷下扩大，可能会导致开路性的破损。若隐裂情况较为严重时，可能发生热斑效应，使隐裂电池片区域温度升高，加速组件封装材料的老化，使整个组件的电流输出受到影响，输出功率降低，最终加速组件的功率衰减，降低其正常使用寿命。目前的EL检测仪利用晶体硅的电致发光原理可检测出隐裂等电池片内部缺陷。

2 隐裂的原因分析及实验验证

组件生产的工艺流程：电池片分选—单焊—串焊—叠层—（EL测试）—层压—（EL测试）—清装—组件测试—（EL测试）—包装。由于层压前的组件均经过EL检测，有隐裂或者其他缺陷的电池片已进行及时返修更换，确保层压前的组件没有问题，因此，可以排除焊接、叠层等工序对隐裂的影响。而通过对层压前和层压后EL图像分析，层压过程中对组件施加压力造成组件中电池片发生隐裂的几率很小，基本也可以排除。另外确认隐裂产生的主要工序，可以对各工序造成的隐裂组件进行统计对比，对占比较大的工序进行改善。经统计，清装工序隐裂比率约占总隐裂比率的85%，因此，生产过程中造成组件隐裂的症结可以确认为清装工序。以下主要对清装工序各环节对隐裂造成的原因进行分析确认。

2.1 周转托盘变形造成隐裂

生产车间周转组件使用复合木质托盘，其材质较软，托盘承重面仅为一层木材，当一组共20块组件放置于托盘上，并用手动液压周转车进行搬运时，托盘受重力产生变形，托盘和组件表面形成一个明显的受力点，造成放在最下边的组件局部受力过大发生隐裂。根据模拟实验，一托组件20块，玻璃面朝下，液压周转车叉起后，模拟周转车路线实验，结果比对模拟实验前后的EL图像，发现放在最下边的组件已发生隐裂，发生位置与液压周转车顶起托盘的位置一致，且电池片为大面积隐裂。因此，组件电池片隐裂与周转托盘变形有关。

2.2 组件翻转时震动较大造成隐裂

组件在清洗台上翻转后，会由于惯性持续震动3～5 s，且振幅较大，它会造成组件内电池片反复变形，极易造成电池片隐裂。模拟实验中重复组件翻转动作，数据表明有约0.44%的组件由于这样的震动出现了隐裂的现象。

2.3 反复擦拭组件造成隐裂

组件玻璃面经常有残留EVA胶点较难清除，员工需使用较大的力气反复擦拭后才能完全清除，这种行为导致组件玻璃面受力严重，极易造成隐裂。模拟实验确认：在組件表面施压压力使其严重变形后，组件出现隐裂现象，由此确认清洗方法不合理可以造成隐裂。

2.4 搬运过程中造成隐裂

人工在水平方向搬运组件的过程中，组件中间部位受重力作用往下弯曲且上下抖动幅度较大，中间部位的电池片弯曲的幅度也会比较严重，进而引起隐裂。根据模拟实验，由两个人水平方向搬运组件且上下抖动，对比搬运前后的EL检测图片，发现组件已产生严重隐裂，即在搬运过程中会造成隐裂。

3 隐裂的对策措施及控制要点

3.1 重新设计托盘避免托盘变形

针对托盘材质软，受力易变形等问题，可以改变托盘设计，在其承重面下方增加一层受力面变成双层托盘，并使用硬度较大的实木材质，加强托盘结构。同时规定手动液压搬运车使用方法，即周转组件时使用1.8 m长液压搬运车需纵向插入托盘，使用1.4 m液压搬运车时需横向插入托盘，并确保使用时将托盘整体打起，此动作可减少组件与托盘受力，避免隐裂发生。

3.2 加装海绵垫减少震动

针对组件翻转时震动过大造成的隐裂，可在清洗台台面上加装海绵垫，在不影响清洗工作的情况下，可有效减轻组件翻转之后的震动。

3.3 层压前在组件下方垫放玻璃纸减少残留EVA附着

针对擦拭组件玻璃面EVA胶点造成的隐裂，直接在层压工序提出改善措施，层压前在组件下方垫放玻璃纸（钢化玻璃来料时玻璃之间均由玻璃纸分隔），从源头上防止下层高温布上残留的EVA附着在组件玻璃表面，杜绝由于用力反复擦拭组件造成的电池片隐裂。增加此动作后，不但组件没有了EVA胶点残留的现象，连表面本身的脏污等情况也大幅减少，清装工序清洗时间可减少约40 s。

3.4 搬运方式变更

对于未装框组件短距离的搬运，规定必须把组件竖起搬运，不能以水平方向进行搬运，减少组件震动幅度。

4 成效及结论

经过上述对策的实施和改进，隐裂情况得到大幅度的改善，车间产品合格率得到明显提高，产品质量得到保证。对组件电池片产生隐裂和隐裂扩大，外力和组件所处的环境均是影响因素，因此在电池片和组件生产的过程中，尤其在电池片运输、传递过程中应注意避免不当的外力介入。

参考文献

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