太阳能光伏电池“蜗牛纹”

2016-12-13

       在太阳能电池表面出现宽如手指的暗色线条称之为“蜗牛纹”。这种“蜗牛纹”现象并不是真正由蜗牛爬行造成的，而是由于电池片表面被氧化而产生的一种化学反应结果，却大大影响了组件的外观。

       组件受到背板与边框硅胶的保护，电池片是如何被氧化的呢？而且蜗牛纹的形状非常特殊，这种如同蜗牛爬痕的形状是如何出现的呢？
       在对出现蜗牛纹的组件进行分析时我们发现，纹路一般都伴随着电池片的隐裂出现，在EL成像中能够清楚看到出现蜗牛纹组件中的电池片隐裂。虽然这种隐裂对于组件的功率衰减似乎并无大的影响，但是电池片的隐裂本身就对发电功率有影响，会使得电流不能从手指电极流向汇流条。据报道，如果裂痕达到电池表面积的8%，就将对其产出产生不良影响，如果电池断裂部位达到12%，产出相对断裂区域则出现线性下降， 有分析报告指出，蜗牛纹本身对于组件的衰减并无影响，这是因为出现蜗牛纹的面积占整个组件的极小部分，所以对于透光率并无太大影响。在对出现蜗牛纹处做剥离剖析，可以发现电池片本身并无变色，变色位置位于银浆与封装材料EVA的交界处。
       而组件的制备过程是将玻璃，EVA，电池片，EVA，背板进行叠层，然后层压固化的过程，与电池片亲密接触的是EVA材料。因为在制造组件的过程中，要测试两次EL成像图，所以可以排除电池片发生隐裂的可能。层压后的组件经过安装边框，装电线盒，打硅胶，清理组件表面等步骤制程。笔者认为，蜗牛纹的产生并非是隐裂造成的，而是后续使用过程中，由于EVA材料的交联度和形变不同，将电池片拉断引起裂痕，电池片表面的银浆被湿气和EVA中残留的过氧化物氧化生成纳米级氧化银，显示出黑色的纹路。
       可见，蜗牛纹的出现是一个综合的过程，EVA胶膜中的助剂、电池片表面银浆构成、电池片的隐裂以及体系中水份的催化等因素都会对蜗牛纹的形成起促进作用，而蜗牛纹现象的出现也不是必然，而是有它偶然的引发因素，这也解释了同一批次组件中不是所有的组件都必然出现的现象。
       为了解决蜗牛纹的问题，组件厂一定要从源头杜绝使用添加回收料的EVA胶膜，认真测试每批次的硫化曲线，确保材料的均一性。另外，组件厂商在组件出厂时都会经过至少两次EL成像检测，测试无隐裂后才会发货。因为质量是企业的关键，好材料才能保证组件的质量，为电站负责。