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光伏组件白色线条(静电纹)成因探讨

编辑: 来源: 北极星太阳能光伏网 发表时间: 2015-08-02 已浏览 字号:

背景

光伏组件在生产过程中,偶尔会在电池片的表面出现白色线条,导致整个组件降级。有些白色线条,如光伏电池片、玻璃在层压前的机械性损伤,会造成诸如电池片划伤、玻璃划伤和玻璃磨损等白色线条。这类线条通过肉眼容易辨别,并且在组件层压前就可以被发现,因此生产过程中防范也比较容易。而另一种白色线条并非机械损伤造成,外观形式闪电,往往在末端还会开叉、分支。其在层压前没有任何的征兆,只有在层压后才会被发现。而且往往换了一批EVA胶膜后,该现象就不再出现,所以组件厂一般会把这个问题归咎于EVA胶膜工厂的生产质量问题。而EVA胶膜厂因为配方、生产工艺没有任何更改,所以也无从防范该现象的再次发生。当出现组件发生类似质量问题时,组件厂往往要求EVA胶膜厂收购出现白线的组件来解决,但实际的原因双方并没有查清。

国外有些企业把此现象称为静电纹,但是否真是静电造成,未见国内有企业实际模拟白色线条的发生过程。众所周知,EVA树脂是电的不良导体,由于其优秀的绝缘性能,被大量的用于电线电缆的绝缘。同时又由于高VA含量的EVA透明度高,使其能够大量的被用于太阳能光伏组件的封装。通过近几年技术的不断升级,EVA胶膜的体积电阻率从早期的1013欧姆厘米逐渐提升到了目前的10141015欧姆厘米。EVA胶膜的体积电阻率其是与白线有关?白色线条往往出现于夏季,其是否和空气的湿度有关?

白色线条的成分分析

在模拟组件白线发生前,首先对白线发生的部位进行成分分析。首先对白线的位置取样。过程是先破坏组件,将电池片和EVA胶膜从玻璃上剥离。对有白线的部位进行取样并封闭在环氧树脂中,在-135℃下切片,用光学显微镜、电子显微镜、能谱分析、红外光谱等分析手段检查是否在白线中含有杂质或者其它非EVA材料。

用电子显微镜检查,在白线的位置没有发现可辨识的杂质。使用能谱分析,也没能在白线位置发现任何含有金属元素或者其它成分的无机物。

从红外图谱看,白线部分的取样只有EVA树脂(NE280PV)和硅(光伏电池片成分)的吸取谱,可以说明在取样的白线位置没有其它的有机杂质。

从以上的分析可以说明,白线部位的成分依然是EVA树脂或者极大部分的成分是EVA树脂,没有或者几乎没有无机或者有机的杂质。

EVA胶膜静电实验模拟

EVA胶膜的生产和裁切过程中会有静电积聚,当电荷数量大时偶尔会以静电电弧的形式放电。实验室通过静电发生设备产生静电并直接将静电电弧释放到EVA胶膜表面上,以此模拟EVA胶膜表面静电释放的过程和观察静电释放后可能带来的后果。

本实验采用J2310式感应起电机。当两个起电盘快速旋转时,在两个放电球部聚集电性不同的电荷,将EVA胶膜置于其中部,以便模拟放电过程。

在静电释放实验中,首先观察放电后的胶膜表面变化,再以玻璃-EVA胶膜-电池片-EVA胶膜-背板的结构按太阳能光伏组件的常规工艺进行层压,观察其正面的变化。实验使用的静电电压与实际情况中一样是无法控制的。本实验对比了两个变量,比较其可能对实验结果的影响。

使用三种不同体积电阻率的EVA胶膜,观察体积电阻率是否影响白线的产生;

同一种体积电阻率的EVA胶膜,用不同的相对湿度对其进行处理,观察白线的产生是否有不同。

实验结果如下:

1)静电释放后,在EVA胶膜的表面都没有发现明显的痕迹。此可能是由于EVA胶膜表面压花后,导致表面发白而无法观察到胶膜表面是否有发白的变化。

2)将EVA胶膜按光伏组件的结构进行层压,发现所有的胶膜都有白色线条出现。

以上实验的结论是静电以电弧形式释放后都会在层压后的EVA胶膜中发现有白色线条。是否产生白色线条与EVA胶膜的体积电阻率和所处环境的相对湿度似乎关系不大。在本实验的湿度范围和处理时间范围中,层压后的试样均产生了白色的线条。

白色线条发生机理分析和防范

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