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太陽能電池板故障分析之蝸牛紋

發布時間:2016/5/28 來源:日經BP社

太陽能電池板在制造、運輸、設置時以及因老化,會發生各種各樣的故障。筆者將就檢測這些故障的方法,介紹Chemitox(東京都大田區)在評測服務中的事例和積累的知識....
太陽能電池板在制造、運輸、設置時以及因老化,會發生各種各樣的故障。筆者將就檢測這些故障的方法,介紹Chemitox(東京都大田區)在評測服務中的事例和積累的知識。
本文介紹“蝸牛紋”(圖1)。蝸牛紋是指,太陽能電池單元(發電元件)表面上出現黑色或者白色線狀圖案的現象。因為看起來像是蝸牛爬過之后留下的痕跡,所以俗稱蝸牛紋。
圖1:太陽能電池單元的表面出現黑色或白色線狀圖案
由于看起來像是蝸牛爬過之后留下的痕跡,所以俗稱“蝸牛紋”(出處:Chemitox)
蝸牛紋即使發生,發電量也不會立即大幅減少。因此,太陽能電池板廠商不承認是“不良”或“故障”,似乎很難成為產品保修的對象。
但也不能斷言發電量完全不會降低。從發電運營商的立場看,只要外觀發生明顯變化,并發現可能會造成發電量降低,應該就不會忽視。
而對太陽能電池板廠商來說,這是接到大量投訴的事例之一,因而對產品采取預防措施至關重要。
作為蝸牛紋的特點,是確認到目前為止只在結晶硅系電池板上發現過(圖2)。
圖2:確認只在結晶硅系電池板上發現過
在開始發電后幾個月~1年的較早時期發生。上圖為投入運轉后約1年,在巖手縣的光伏電站發現的蝸牛紋事例(上圖由日經BP社拍攝,下圖由Chemitox提供)
另外,在沒有陽光照射的室內等環境下保存的電池板沒有發現蝸牛紋。并且,蝸牛紋一般出現在開始發電后幾個月~1年的較早時期。
蝸牛紋沿著電池單元上的裂紋發生(圖3)。還確認有一部分是沿著電池單元的邊緣發生的。
圖3:發生機制。發生裂紋、水分滲透、陽光照射三條件是主要原因(出處:Chemitox)
發生機制主要由三個條件引起,即發生裂紋、水分滲透和陽光照射。
電池單元內發生裂紋,水分經由樹脂背板和封裝材料滲入裂紋內。
滲入裂紋的水分與形成電池單元指狀電極(細電極)的銀發生反應,銀離子在封裝材料中擴散。
在這種狀態下,陽光照射到電池板上時,銀離子與封裝材料中所含的添加物發生化學反應,生成氧化銀和硫化銀。由此就會沿著裂紋形成黑色或白色線狀圖案。

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