基于双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性分析-国电投李媛媛-solarbe文库

资源描述：

基于双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性分析国家电投集团西安太阳能电力有限公司李媛媛目录一、西安太阳能公司介绍二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估四、总结一、西安太阳能公司介绍国家电投集团西安太阳能电力有限公司是黄河上游水电开发有限责任公司的全资子公司，是国家电力投资集团的三级单位。成立于 2009年 3月，注册资本金 10.55亿元人民币。经营太阳能光伏硅片、电池、组件及配套产品的开发、制造、销售和太阳能光伏电站工程设计及技术咨询、技术服务。目录一、西安太阳能公司介绍二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估四、总结二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况双面电池组件几乎在不增加成本的情况下即可实现双面发电，显著地降低了光伏系统的度电成本，所以成为目前大多数厂家发展的重要路线。目前，双面电池组件背面一般搭配透明玻璃，但是由于背面使用透明玻璃后会使到达电池片正面的光部分损失掉，使双面电池组件封损较高。同时，伴随着应用领跑基地与技术领跑基地的出现，对光伏组件的正面转化效率提出了更高的要求，所以，在这种情况下，就应运产生了网格玻璃。网格玻璃的产生二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况网格玻璃的主要工艺流程磨边打孔清洗干燥丝网印刷固化钢化根据组件排版设计，在后板玻璃上印刷上一层由氧化钛、氧化硅组成的釉面，由于釉面具有较高的反射率，可以增加光的反射，提高组件功率 ,进而增加组件市场竞争力。二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况意义网格玻璃作为组件后板的新型增效材料，已被大多数组件厂家选用，且有多家光伏企业对网格玻璃进行过可靠性分析，但目前尤其对网格玻璃釉层稳定性和应用在组件上的可靠性研究方面数据甚少，本文主要从网格玻璃的机械强度、釉层的耐久性、与封装材料的粘接性等分析出发，对应用在组件上的安全性及可靠性进行评估。为玻璃强度的提升、材料选择、组件的可靠性、电站安装方式等方面提供一定的理论支持。目录一、西安太阳能公司介绍二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估四、总结三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估机械强度的对比分析空气面落球试验 A厂家 B厂家 C厂家落球试验是使用钢球来替代冰雹对光伏玻璃进行抗冲击性能，网格玻璃空气面使用 1040g钢球从 0.8m落下，所有厂家的网格玻璃均破碎，任意选取三个厂家的网格进行试验，使用 242g的钢球从不同高度落下，发现随着钢球落球的高度不一样三家玻璃厂家的网格玻璃碎片状态及碎片程度都不一样。三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估机械强度的对比分析空气面落球试验根据厂家 A/B/C的网格玻璃抗冲击试验结果和玻璃的碎片状态得出厂家 C的网格玻璃钢化度较高且抗冲击性能做好，其次为厂家 B，最差为厂家 A。所以从测试结果来看，网格玻璃空气面的机械强度差别很大。项目落球高度玻璃厂家 2cm 4cm 16cm 17cm 27cm 28cm A厂家 OK NG NG NG NG NG NG NG B厂家 OK OK OK NG NG NG NG NG C厂家 OK OK OK OK OK OK NG NG 三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估机械强度的对比分析釉面落球试验使用 1040g的钢球从 0.8m高度落下，冲击厂家 A/B/C网格玻璃的釉面，三家均未破损，对比以上可以看出，目前网格玻璃釉面的抗冲击性能基本相当。对比分析结果由以上可以看出，测试的三家网格玻璃的空气面抗冲击性能差别较大，且普遍偏小，而釉面的抗冲击性能基本相当。三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析釉层的微观结构对比 1样品 2样品由上图可以看出， 1样品外部是一种闭孔结构，内部是独立孔机构，无通孔现象，可以阻止水汽及其他离子进入，保护釉层； 2样品外部为开孔结构，内部为通孔结构。注测试图片来源于运研材料科技三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析釉层的反射率对比 1样品 2样品由上图可以看出， 1样品的反射率在 400nm后可以保证在 80以上，而 2样品的反射率在 400nm后出现了下降的趋势，所以假如使用 2样品的网格玻璃制作组件不会带来较大功率的提升。三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析釉层的粘接性能选取以上 1样品与 2样品，使用同一家的 POE与网格玻璃层压制样， 1样品的平均剥离力在 80N/cm以上，而 2样品的平均剥离力在 50-70（ N/cm）之间，剥离力过小，在组件长期使用后有脱层的风险。三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析釉层的附着力选取以上 1样品与 2样品，使用百格法测试，用 3M胶带撕下后， 1样品的附着力较好， ≤1级； 2样品的釉层出现了掉粉的现象，附着力＞ 2级三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析釉层的附着力将以上 2种样品置于扫描电镜下，观察剖面结构， 1样品结构紧密，孔洞小， 2样品结构疏松，且孔洞较大，结合上面的釉层附着力情况可以知道，附着力较小的样品其微观结构表现疏松。注测试图片来源于运研材料科技三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃釉层的稳定性和耐久性分析小结网格玻璃釉层的稳定性及耐久性各个厂家表现不一，通过以上对比可以看出，主要在反射率、釉层的微观结构、与 POE的粘接及釉层的附着力方面存在风险，需要玻璃厂家对釉层的质量进行改进，各个组件厂家在这些方面加以监控。三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃组件的可靠性评估使用网格玻璃制作双面双玻组件，进行了 DH1000、紫外 TC50HF10、 TC200及 PID测试，测试后功率衰减均在 5以内，但是发现存在以下质量问题 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 DH1000 紫外 TC50HF10 TC200 PID测试网格玻璃组件型式试验测试注数据来源于中来股份三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃组件的可靠性评估对组件施加 -1500V电压，置于双 85的条件下测试 192h，部分样品网格涂釉区出现了发黑的现象，而 1500V电压测试未见异常。 PID测试后发黑现象三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃组件的可靠性评估将组件釉面变黑部位以及对应的白色釉料（ TiO2）刮下来，委托运研材料科技对异常进行分析，对黑色与白色处进行了 XPS测试，对比黑白色 TiO2的 O 1S结合能发现黑色 TiO2的峰位较白色 TiO2的峰位向高处发生了偏移，即推断 O的结合能发生变化 PID测试后发黑原因推理注测试图片来源于运研材料科技三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃组件的可靠性评估由白色 TiO2的 Ti结合能拟合结果发现， Ti在 458.7eV与 464.4eV处各有一个峰，可以判定为 TiO2中 Ti4的峰位吸收；由黑色 TiO2的 Ti结合能拟合结果发现， Ti在 458.1eV与 463.9eV， 462.6eV与 457eV处有两组峰，可以判定对应为 TiO2中 Ti4 和 Ti3峰位吸收，由拟合结果发现 PID测试后产生了少量的 Ti3。 PID测试后发黑原因推理注测试图片来源于运研材料科技三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估网格玻璃组件的可靠性评估结果表明 PID测试过后， Na离子从玻璃迁移到了白色涂层中，所以根据以上推测发黑的可能原因为 1、产生的 Ti3离子显黑色； 2、测试过后， Na离子从玻璃迁移到了白色涂层中，造成了 TiO2晶格紊乱，缩短了 TiO2的禁带宽度，促进了可见光的吸收。 PID测试后发黑原因推理注测试图片来源于运研材料科技目录一、西安太阳能公司介绍二、网格玻璃在双面电池组件上的应用情况三、双面电池组件搭配网格玻璃的可靠性评估四、总结四、总结网格玻璃的空气面抗冲击性能差别较大，且普遍偏小，而釉面的抗冲击性能基本相当。网格玻璃釉层的稳定性及耐久性各个厂家表现不一，主要在反射率、釉层的微观结构、与 POE的粘接及釉层的附着力方面存在风险，需要玻璃厂家对釉层的质量进行改进，各个组件厂家在这些方面加以监控。网格玻璃制作双面双玻组件在进行可靠性测试时， PID测试后釉层容易出现变黑，根据原因推断，可以通过改善釉层的质量，避免 Na离子进入白色涂层中，造成了 TiO2晶格紊乱。 1 2 3 www.spicsolar.com 国家电投集团西安太阳能电力有限公司汇报完毕谢谢