双玻组件的制作与质量优势

高晓清/1.青海省聚能电力有限公司 2.身份证号码: 632126199003070063

双玻组件的制作与质量优势

高晓清1.2/1.青海省聚能电力有限公司 2.身份证号码: 632126199003070063

现在传统的背板组件里面带来的90%以上的问题，都是因为背板的问题引起。可以看出在风沙环境、高温高湿环境之下，组件容易变黄、打磨或者容易产生PID、蜗牛纹、组件失效、脱落的机率就很高。本文针对双玻组件的制作过程，为降低隐裂率、延长寿命等高品质光伏电站提供了最好的解决方案。

层压工艺；质量优势；隐裂率；使用寿命；PID

引言

双玻光伏组件顾名思义就是指由两片玻璃和太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件。随着国内外前期投资的光伏电站的陆续并网发电并运行一段时间后，国内外电站的质量问题大规模出现，许多电站爆发出了蜗牛纹、PID衰减等的品质问题。该问题引发了国内外对电站品质的高度关注。由于有机材料的寿命短、耐候性差，光伏组件中的EVA胶膜和背板的质量开始被高度关注。一些国内电站由于使用了劣质的EVA胶膜导致70%的组件发生大规模的蜗牛纹问题，还有的电站在运行一年左右就发现了高达60%的衰减。

这些问题除了野蛮施工外，往往和水汽穿透背板导致劣质EVA树脂快速降解有密切的关系。EVA树脂遇水即开始分解，其分解产物含醋酸，醋酸腐蚀光伏电池上的银栅线、汇流带等，使组件的发电效率逐年下降。一些近水的光伏发电项目，比如鱼光互补、滩涂电站、农业温室以及早晚露水大的地区的光伏项目很快就成了高危项目。由于目前电站持有方按度电计算投资回报率，所以组件的长期可靠性、耐后性成为光伏组件厂首先需要考虑的。

双玻组件的优势为高品质光伏电站提供了最好的解决方案。

一、双玻组件的技术难点及解决方案

（一）技术难点

1.由于双玻的特殊结构和材料组合，对现有生产工艺中的一些环节管控更严，如在层叠工序，因玻璃厚度减为2.5mm，甚至将来的2mm，玻璃原材料刚性差。对玻璃搬运、翻转须有设备完成。此外，由于双玻组件不可能返工，所以必须在生产过程中做好预防、检查工作，防止组件因存在裂片等不良电池造成组件的报废。这就对生产管理提出了更高的要求。对于层压工序，采用传统的下层加热层压机会令层压时间会延长，令产能和生产效率降低。

2.双玻组件由于正面和背面都是刚性特性的玻璃，所以在层压过程中容易出现气泡、电池片的隐裂和电池串直接的位移。

3.使用白色EVA生产组件，层压后会出现正面溢白问题。

（二）解决方案

1.加长层压加压时间，降低层压后电池片的隐裂率。

2.降低层压温度同时加长抽真空时间，使EVA缓慢反应，避免层压后气泡的产生。

3.加长层压升压时间，主要是降低层压机上腔加压时的冲击力，而降低组件内部电池的隐裂。

4.筛选后采用延展性和收缩率较小的EVA，有效的避免了溢白和并片等不良的产生。

从理论上讲，用玻璃代替背板可使组件各项指标均达到显著提升。

三、质量优势

1.有效的避免了传统组件PID造成的功率大幅度衰减。

传统边框组件应用在大中型光伏电站发电时，逆变器没有做接地保护，导致组件产生负偏压，特别是在潮湿的环境下，组件又可能形成漏电通路，使玻璃重的钠离子迁徙而影响组件输出功率，造成大面积功率损失。

PID形成的必要条件：湿度/水汽； 温度； 材料电阻率；边框型材的偏压。

总结：无边框设计不会产生负偏压，无需接地，玻璃代替背板透水率几乎为零 ，从根本上杜绝PID现象产生。

2.双玻组件的使用寿命提高到25年以上。

依据产品标准测试条件（STC）测定的峰值输出功率减掉组件负公差，损耗不超过：第一年损耗为2.5%，此后每年损耗为0.5%，从质保开始日到第30年的功率输出效率不低于83%。

3.系统电压由1000V提升到1500V。

经过测试证明，1500V电压等级下，PID效应风险加大，原有的防PID等级不适用于新的标准,双玻组件由于正背两面均为钢化玻璃，钢化玻璃的局部放电电压高于背板的局部放电电压。

在1500V电压等级下，电站可降低监造成本，组件组串、线缆、汇流箱的数量都有所降低,电站的系统效率预期可以提升1.5-2%。

4.采用白色EVA的双玻组件封装损失可以由使用传统透明EVA双玻组件的5%降低到1.5%。

由于正常组件的背板为白色，所以光线照到背板上后反射到钢化玻璃上再反射到电池片上进行吸收利用，则透明双玻组件比常规组件封装损失大；白色双玻组件使用的是白色高反射的EVA，比白色背板的反射率更大，则封装损失更小，达到0.44%，远远低于技术指标的目标值1.5%。

5.由于采用两面均为防火等级高的双玻组件的防火等级由以前的传统组件C级升至A级。

双玻组件的正反面均为不易燃烧的钢化玻璃代替传统的光伏组件背板，能够大幅度的降低组件在使用过程中因易燃原因导致的火灾情况，双玻组件可以有更高的安全等级，适合更高的防火等级地区安装使用。

6.有效的降低了组件生产过程中组件内部电池片隐裂情况，组件成品 A级品率由目前的90%提升至96%。

由于组件两面均为刚性的钢化玻璃，组件层压后在传输、作业、或者搬运过程中，两面玻璃对组件内部电池片进行保护，在后期均为出现隐裂增加情况，提升达到7%，完成目标值的6%。

中道零隐裂率 84.95%90.49%87.77%83.76%87.04%85.22%后道零隐裂率 71.01%81.86%87.66%82.66%83.71%84.31%隐裂升高比例 16.41% 9.54% 0.13% 1.31% 3.83% 1.07%常规组件（随机抽取6天数据）平均隐裂升高比例5.00% 隐裂未增加比例 95.00%装箱运输后隐裂升高2.00% 隐裂未增加比例 93.00%0.00% 隐裂未增加比例 100.00%双玻组件（试验数据）中到后道隐裂率增高装箱运输后隐裂升高0.00% 隐裂未增加比例 100.00%

总结:

[1]双玻组件由于两面均为耐候性更强的钢化玻璃则此类组件可适合于更严酷的环境。

[2]高等级的防火等级使组件使用更安全。

[3]双玻组件的寿命更长，光衰更低，收益更高。

[4]双玻组件由于两面均为钢化玻璃，则更利于回收材料。

四、结束语

双玻组件目前有封边和不封边两种设备方案。而比较合理的方案是在双玻组件的四周加装丁基胶带，以隔绝EVA胶膜和水汽、氧气的接触。双玻组件另一个急需回答的问题就是确认风压对其究竟有多大的影响。由于失去了四边的铝框的定型作用，双层玻璃在风压下是否可以避免风压造成对组件的损伤，还需要一定的数据支持。

[1]光伏组件质量问题分析及安装质量控制，林超.

[2]太阳能光伏发电实用技术，化学工业出版社，2005.9.

[3]用于双玻光伏组件的两种封装材料可靠性的实验室研究，2012.01.

[4]光伏组件加工工艺与质量控制，郑军.