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光伏組件層壓出現的質量原因和解決方案
編輯:蘇州鑫晶威新能源科技有限公司   時間:2018-03-28

1.光伏組件質量問題

       目前主流的光伏組件的加工工藝采用EVA、背板、玻璃、電池片等材料層壓組成,從焊接到成品測試和包裝入庫的完成,各個工序之間相互影響相互制約,組件的質量影響用戶在戶外的使用壽命,從實際生產中存在組件質量主要問題有:生產中出現電池片隱裂碎片、氣泡、空膠、組件外觀變形、接線盒燒毀等問題。
  在生產過程中出現的氣泡、組件邊緣分層進行分析,針對氣泡和組件邊緣分層問題從層壓工藝和原材料進行分析及提出改進措施提供參考。

2.氣泡的影響   

在國標地面用晶體硅光伏組件要求組件破碎、開裂或外表脫附;在組件的邊緣和任何一部分電路之間形成連續的氣泡或脫層通道,都視為嚴重的外觀缺陷。[1]當組件在戶外使用的時候,由于收到光照和組件正常工作的影響,氣泡會呈現擴大化趨勢,長此以往,氣泡位置的EVA會與玻璃和背板脫層,組件中進入水汽,組件性能和功率受到嚴重影響,最終導致組件報廢。

 3.氣泡的產生原因和解決方案

3.1匯流帶邊緣氣泡

        3.1.1匯流帶之間的存在高度差,氣體流動受阻,加之抽空時間較短,組件邊緣在層壓過程中開始交聯,導致層壓過程中產生的氣體無法順利抽出;解決方案:調整匯流帶工藝方式,增加隔離厚度。
  3.1.2層壓機設定的層壓溫度高或層壓時間過長,在層壓過程中匯流帶升溫速度快,匯流帶位置的EVA預先交聯,當組件交聯度達到標準時,匯流帶位置的交聯度已過交聯;解決方案:適當調整層壓工藝參數。
     3.2焊帶根部氣泡

        3.2.1焊帶彎折處有縫隙,焊帶之間存在高度差,在層壓過程中EVA變軟具有流動性,流動的EVA填充組件中的縫隙,焊帶之間的高度差大于EVA的流動的膠量,致使EVA無法填滿焊帶之間的縫隙;解決方案:增加焊帶之間的膠量。
  3.2.2層壓過程中層壓時間短,EVA在固化階段中的產生的氣體未能抽出,但導致氣體殘留在組件內部。解決方案:適當調整層壓工藝參數,增加固化的抽氣時間。
  3.3電池片間氣泡

        3.3.1EVA在存放時間過長,存放的環境濕度和溫度不符合規定的存儲要求,EVA中的交聯劑和輔助交聯劑揮發,使EVA在固化階段無法進行正常的交聯化學反應,致使EVA失效,造成組件內部出現無規律的氣泡。解決方案:開箱的EVA在12小時內使用,開箱未使用完和未開箱的EVA放置在環境溫度為25℃以下,濕度為70%以下。
  3.3.2EVA在加工工藝分為流延法和壓延法,在加工工藝時出現局部的厚度不均,EVA在固化階段局部厚度薄的地方提前固化,由于固化的時間過長,EVA中的交聯劑充分的反應,抽空時間和EVA反應速率不能達到匹配,造成交聯劑所產生的氣體不能排除,從而將氣體封裝在組件內部。解決辦法:調整工藝參數,適當的調整層壓時間。
  3.4電池片上的氣泡

        3.4.1在互聯條兩邊的氣泡,由于互聯條在浸泡助焊劑后未能等助焊劑全部晾干而進行焊接的工作,造成助焊劑在電池片的殘留,從而造成組件的氣泡。解決方案:浸泡完的助焊劑的互聯條進行充分的揮發,待互聯條完全晾干在進行焊接工作。
  3.4.2互聯條兩邊的氣泡成水滴狀,是由于互聯條升溫速度快,在EVA固化階段互聯條兩側的EVA提前固化造成EVA中的VA釋放出的氣體無法排出。解決方案:調整固化階段的溫度,保證EVA中的交聯劑反應速度和固化時間向適應。
  3.5組件大面積氣泡

        3.5.1設備在抽空階段出現故障,此階段EVA受熱進行預固化,乙烯與醋酸乙烯脂與EVA中的交聯劑進行初步的反應,釋放出的大量氣體未能通過抽空階段排出。解決方案:將組件進行第二次層壓;并對設備進行一二三等級的保養,每天對設備的主要系統進行檢查,確保設備正常再投入使用。
  3.5.2EVA反應速度過快,抽空時間不足,不能及時將組件內部產生的氣體排出。解決辦法:調整層壓參數,抽空時間適應EVA反應速度。
  3.6返修組件中的氣泡

        3.6.1未返修區域出現氣泡是由于在首次層壓過程中EVA中的交聯劑已反應完全,再次層壓過程中無法再次發生交聯反應,造成EVA與玻璃之間過交聯,解決方案:在首次層壓中嚴格控制交聯度,保持交聯度在80%左右,組件再次層壓時EVA中能有少量的交聯劑再次發生反應。
  3.6.2返修區域出現氣泡是由于EVA裁切尺寸與原來尺寸之間存在縫隙,預固化中的EVA不能填充之間的縫隙,導致出現氣泡。解決方案:調整返修工藝,使裁切的EVA大于返修區域1-2mm,保證之間有充足的膠量能填充之間的縫隙。

        4.組件邊緣分層  

組件邊緣分層有兩種,一種是邊緣成弧形狀,另一種是邊緣成鋸齒狀
  4.1邊緣成弧形狀因背板和玻璃之間應力作用,層壓后低粘結性會導致邊緣分層現象,隨放置時間增加分層的尺寸將變的更惡劣;在固化后,組件邊緣部分將形成弧形的長條形氣泡,(輕微的氣泡可以被修復)。解決方案:提高溫度和延長加壓時間可以改善粘結性。
  4.2邊緣成鋸齒狀因層壓后高溫下處于熔融狀態的EVA,因背板和玻璃間應力導致EVA有微小程度的收縮,空氣很容易鉆進背板和玻璃間形成反沖氣泡(不可以被修復);解決方案:降低溫度和減少加壓時間可以減少氣泡的產生,邊緣分層和邊緣氣泡與時間溫度的影響關系成反比;待層壓完成的組件在降至室溫時再進行下一工序。
  氣泡和邊緣分層問題是個多方面原因造成的,從工藝、原材料、生產環境等問題進行考慮,針對每種氣泡和邊緣分層所出現在不同區域和形狀進行逐一分析,找出其中的產生原因,綜合考慮氣泡和邊緣分層問題,造成氣泡和邊緣分層的原因是多元化的,解決氣泡和邊緣分層問題的方案也不是一成不變的,通過實踐摸索和理論的輔助解決此問題。

 

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