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晶體硅n/p型太陽電池的工作原理:當p型半導體與n型半導體緊密結(jié)合連成一塊時,在兩者的交界面處就形成p-n結(jié)。當光電池被太陽光照射時,在p-n結(jié)兩側(cè)形成了正、負電荷的積累,產(chǎn)生了光生電壓,形成了內(nèi)建電場,這就是“光生伏打效應”。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,通過太陽能充放電控制器給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電,同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電,通過獨立逆變器逆變成交流電,給交流負載供電。
1.什么是“隱裂”
隱裂是晶體硅光伏組件的一種較為常見的缺陷,通俗的講,就是一些肉眼不可見的細微破裂(micro-crack)。晶硅組件由于其自身晶體結(jié)構(gòu)的特性,十分容易發(fā)生破裂。
在晶體硅組件生產(chǎn)的工藝流程中,許多環(huán)節(jié)都有可能造成電池片隱裂。隱裂產(chǎn)生的根本原因,可歸納為硅片上產(chǎn)生了機械應力或熱應力。現(xiàn)在為了降低成本,晶硅電池片向越來越薄的方向發(fā)展,降低了電池片防止機械破壞的能力,更容易產(chǎn)生隱裂。
2. “隱裂”對組件性能的影響
電池片產(chǎn)生的電流主要靠表面相互垂直的主柵線和細柵線收集和導出。因此,當隱裂(多為平行于主柵線的隱裂)導致細柵線斷裂時,電流將無法被有效輸送至主柵線,從而導致電池片部分乃至整片失效,還可能造成碎片、熱斑等,同時引起組件的功率衰減。
垂直于主柵線的隱裂幾乎不對細柵線造成影響,因此造成電池片失效的面積幾乎為零。
而正處于快速發(fā)展的薄膜太陽能電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)特性,不存在隱裂的問題。同時其表面通過一層透明導電薄膜收集和傳輸電流,即使電池片有小的瑕疵造成導電膜破裂,也不會造成電池大面積失效。
有研究顯示,組件中如果某個電池的失效面積在8%以內(nèi),則對組件的功率影響不大,并且組件中2/3的斜條紋隱裂對組件的功率沒有影響。所以說,雖然隱裂是晶硅電池常見的問題,但也不必過度擔心。
3. 識別“隱裂”的方法
EL(Electroluminescence,電致發(fā)光)是一種太陽能電池或組件的內(nèi)部缺陷檢測設備,是簡單有效的檢測隱裂的方法。利用晶體硅的電致發(fā)光原理,通過高分辨率的紅外相機拍攝組件的近紅外圖像,獲取并判定組件的缺陷。具有靈敏度高、檢測速度快、結(jié)果直觀形象等優(yōu)點。
4. 形成“隱裂”的原因
外力:電池片在焊接、層壓、裝框或搬運、安裝、施工等過程中會受外力,當參數(shù)設置不當、設備故障或操作不當時會造成隱裂。
高溫:電池片在低溫下沒有經(jīng)過預熱,然后在短時間內(nèi)突然受到高溫后出現(xiàn)膨脹會造成隱裂現(xiàn)象,太陽能板,太陽能板廠家,太陽能電池板,太陽能電池板廠家如焊接溫度過高、層壓溫度等參數(shù)設置不合理。
原材料:原材料的缺陷也是導致隱裂的主要因素之一。
5. 預防光伏組件隱裂的要點
在生產(chǎn)過程中以及后續(xù)的存放、運輸、安裝中避免電池片受到不當?shù)耐饬槿耄沧⒁鈨Υ姝h(huán)境溫度變化范圍。
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