隱裂問題是指太陽能電池組件中的不良現(xiàn)象，可以影響組件性能，降低其使用壽命，有關(guān)人員應(yīng)提高對此問題關(guān)注度以保證太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展不受影響，發(fā)揮太陽能電池組件最大價值。
工藝流程：電池分選－單串焊－疊層－層壓－裝框－清洗固化－測試－包裝。
現(xiàn)階段，有關(guān)人員將太陽能電池組件生產(chǎn)流程進(jìn)行了細(xì)化，將其分為層壓前、層壓后以及包裝前的 EL測試三大部分，然后還包括有一些小工序。在實際生產(chǎn)中，如果技術(shù)人員操作不規(guī)范將會出現(xiàn)隱裂問題。
而對存在隱裂問題的太陽能電池進(jìn)行返修，不僅會增加生產(chǎn)成本，應(yīng)用風(fēng)險也會有所提高。
假設(shè)以已完成層壓的組件為例，此工作階段太陽能電池組件內(nèi)部玻璃、EVA、電池片、背板等材料已經(jīng)融合在一起，如果對隱裂位置進(jìn)行更壞，則需要廠家支付多成本。
也就是說，在實際生產(chǎn)中，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，不定期進(jìn)行檢查，降低隱裂問題發(fā)生概率，保證太陽能電池組件生產(chǎn)質(zhì)量。
太陽能電池組件隱裂問題出現(xiàn)原因及解決措施
太陽能電池組件各個生產(chǎn)流程都可能引發(fā)隱裂問題發(fā)生。以某太陽能光伏企業(yè)組件生產(chǎn)線某班組工作情況為例，對其進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在層壓前階段所產(chǎn)生隱裂情況，可以借助返工操作進(jìn)行彌補。
基于此，在后續(xù)研究中，針對層壓后各道工序所產(chǎn)生的隱裂問題進(jìn)行了具體分析，并針對所總結(jié)原因提出了具體意見。對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，因清裝工序所引發(fā)的隱裂問題在所有隱裂問題中的占比高達(dá) 95.43%，即如何解決清裝工序隱裂問題應(yīng)成為技術(shù)人員重點關(guān)注內(nèi)容。
清裝工序主要作用是為完成層壓的半成品組件安裝鋁邊框與接線盒，對組件表面所黏附的 EVA溢膠以及組裝時溢出的硅膠進(jìn)行清理。
操作結(jié)束后，需要將其送入加濕固化裝置等待硅膠固化，放置時間在10 h~12 h。
清裝工序?qū)儆谧詣泳€流水作業(yè)，如果傳輸設(shè)備不平整或在運行過程中產(chǎn)生較大震動，則都可能引發(fā)隱裂問題。具體如下：
組框機頂升、翻轉(zhuǎn)機吸盤不平整，在運行時產(chǎn)生較大沖擊力。
在此次調(diào)查過程中，該班組共生產(chǎn)了540 塊組件，進(jìn)行了四次 EL 測試，分別是組框前、組框后、翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)前以及翻轉(zhuǎn)后。
對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，組框前與組框后共有 33 塊太陽能電池組件發(fā)生隱裂問題，在總數(shù)中的占比為 6.11%；翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)前以及翻轉(zhuǎn)后共有 28 塊太陽能電池組件發(fā)生隱裂問題，在總數(shù)中的占比為 5.19%。在實際生產(chǎn)中，由于組框機頂升與翻轉(zhuǎn)機吸盤一直處于使用狀態(tài)，因此會產(chǎn)生不同程度磨損，以致于出現(xiàn)組框機頂升、翻轉(zhuǎn)機吸盤不平整問題。
如果發(fā)生此類問題，則在后續(xù)生產(chǎn)時，對組件所造成的沖擊力也存在一定差異，以至于組件平面發(fā)生形變，出現(xiàn)隱裂問題。
對翻轉(zhuǎn)機后方單元組件進(jìn)行分析可知，相關(guān)傳輸單元并未處于同一平面，以至于在流水線生產(chǎn)過程中組件會出現(xiàn)下墜情況，導(dǎo)致組件玻璃面與傳輸軌道線體發(fā)生碰撞，進(jìn)而產(chǎn)生形變。
借助隨機抽取方法選擇 100 塊組件進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過 EL 測試后，共新增隱裂組件 3 塊，隱裂問題發(fā)生概率約為 3%。
托盤組件數(shù)量較多。將所生產(chǎn)組件分成若干份放置在托盤中，然后開展 EL 測試，測試結(jié)果表明，當(dāng)托盤組件數(shù)量超過 20 塊時，隱裂問題發(fā)生概率明顯提高。
為解決上述問題，在實際工作中，技術(shù)人員可以借助以下措施降低隱裂問題發(fā)生概率：
借助水平儀等設(shè)備對組框機頂升進(jìn)行校準(zhǔn)，使用四角誤差法組成拼裝面積，提高組件與頂升二者的接觸面積，降低組件所承擔(dān)振動，降低隱裂發(fā)生概率。
借助水平儀等設(shè)備對組框機頂升進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)整固定吸盤所用螺母的位置，然后在其中增加一塊玻璃，調(diào)整吸附氣壓使其可以剛好完成玻璃吸附，降低隱裂發(fā)生概率。
對線體傳輸單元支撐腳進(jìn)行優(yōu)化，借助水平儀等設(shè)備對傳輸軌道進(jìn)行校準(zhǔn)，提高組件傳輸過程穩(wěn)定性，降低組件所承擔(dān)震動，降低組件磕碰概率，降低隱裂發(fā)生概率。
控制托盤組件數(shù)量，降低隱裂發(fā)生概率。
為驗證前文所講述內(nèi)容，筆者借助工程實例進(jìn)行了驗證。所選擇工程實例為在山地建設(shè)的集中式光伏電站，共擁有場區(qū)方陣 20 個，所選擇逆變器為集中式逆變器，總裝機容量 20 MWp，擁有太陽能電池組件79 000 塊，每 21 塊電池組件組成一個電池組，具體排列方式為 3 行×7 列，表 1 為太陽能電池組件發(fā)電參數(shù)實測表。
表 1 太陽能電池組件發(fā)電參數(shù)實測結(jié)果表
隱裂是指太陽能電池組件在完成封裝后，由于所受機械力或熱應(yīng)力較大，導(dǎo)致電池電源出現(xiàn)肉眼無法發(fā)現(xiàn)的細(xì)微裂紋。隱裂的存在會對太陽能電池組件性能造成影響。限制電池組件性能。
太陽能電池組件電流傳輸原理為：由細(xì)柵線完成電流收集，然后將其傳遞給主柵線路，在借助互聯(lián)條將各個電池組件正負(fù)極主柵線路連接在一起，為光伏組件提供電能。
太陽能電池組件電流大小與電池片發(fā)電面積二者而反比關(guān)系，如果存在隱裂問題，則可能會引發(fā)細(xì)柵線斷裂問題，導(dǎo)致所產(chǎn)生電流無法及時傳遞給主柵線，導(dǎo)致電池片無法發(fā)揮自身實際作用。
當(dāng)太陽能電池組件內(nèi)部光伏板存在隱裂問題，則線路整體電能供應(yīng)效果由隱裂電池片決定。如果電池片失效面積較大，無法形成負(fù)載，則會引發(fā)短路情況，具體情況如圖 1 所示。
圖 1 隱裂對太陽能電池組件發(fā)電功率的影響
除此之外，在裂紋截面的晶硅殘渣會搭接在一起，導(dǎo)致出現(xiàn)局部短路問題，導(dǎo)致主電路漏電，進(jìn)而對其輸出功率造成影響。
并且，伴隨機械載荷不斷增加，電池組件隱裂程度也將持續(xù)增加，進(jìn)而會引發(fā)開路性的破損。當(dāng)隱裂情況增加到一定程度時，還會引發(fā)熱斑效應(yīng)，導(dǎo)致隱裂電池片局部溫度不斷提高，導(dǎo)致組件封裝材料老化速度不斷提高，對太陽能電池組件電流輸出功能造成影響，降低組件使用壽命。
對太陽能電池組件隱裂問題進(jìn)行收集可知，可以將其細(xì)化為六種，分別是樹狀裂紋、綜合型裂紋、+45°/-45°斜裂紋、平行于柵線、垂直于柵線、貫穿整個電池片的裂紋，具體情況如圖 2 所示。
不同裂紋形狀會對太陽能電池組件造成不一樣的影響。對晶硅電池板結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知：垂直于主柵線的細(xì)柵線主要功能為電流收集，因此當(dāng)太陽能電池組件出現(xiàn)平行于主柵線、垂直于細(xì)柵線的裂紋，則會對太陽能電池組件電流收集能力造成影響，導(dǎo)致電池片部分功能受損。
以德國 ISFH 研究所研究成果為例：50%的電池片受損與平行于主柵線的隱裂有關(guān)，斜裂紋、樹狀裂紋、綜合性裂紋影響都在 14%～20%，由垂直于主柵線的隱裂產(chǎn)生衰退的電池片只有 1%。
由于隱裂較小，工作人員無法借助肉眼進(jìn)行識別，因此在實際檢測過程中，工作人員需要借助相關(guān)儀器設(shè)備。
對現(xiàn)階段太陽能電池組件隱裂檢查手段進(jìn)行收集可知，除前文所提到的 EL 測試外，還有電子散斑干涉法、光致發(fā)光（PL）測試、超聲波諧振探測法等方法。在實際工作中，工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況進(jìn)行選擇。
結(jié)合相關(guān)于要求對太陽能電池組件生產(chǎn)原料進(jìn)行檢查，結(jié)合實際情況控制互聯(lián)通厚、硬度以及可焊性。
嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，確保工藝參數(shù)符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、提高對生產(chǎn)過程檢試驗管理關(guān)注度，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，提高生產(chǎn)線工人操作規(guī)范性，具體措施如下：
層壓前重點控制焊接質(zhì)量，電池片需經(jīng)過充分預(yù)熱后再實施焊接，焊接時避免虛焊、過焊和焊帶偏移，避免按壓電池片。
提高層壓前 EL 檢查重視程度，盡量在層壓前完成隱裂返修，避免之后的操作導(dǎo)致隱裂擴大。
層壓后的組件應(yīng)充分降溫后才能進(jìn)行削邊，宜采用玻璃面向下的方式削邊和裝框，裝框前的層壓件應(yīng)避免翻轉(zhuǎn)和人工搬運。
確保削邊和預(yù)組框等工作臺面積足夠大，在工作中，組件處于中間位置，組件邊緣與臺面邊緣之間的距離不得低于 200 mm。
借助鋼架托盤或雙層木托盤來協(xié)調(diào)所存放組件關(guān)系，借助叉車進(jìn)行轉(zhuǎn)運時，貨叉必須完全穿過托盤。
通過本文論述可知，隱裂問題是影響太陽能光伏企業(yè)發(fā)展、限制太陽能電池組件發(fā)揮自身價值的關(guān)鍵問題。
因此在實際操作中，除使用本文所講述內(nèi)容提高清裝工序工作質(zhì)量，降低隱裂問題發(fā)生概率外，還應(yīng)用通過工作人員培訓(xùn)，提高實際工作質(zhì)量，提高操作規(guī)范性，以降低隱裂問題發(fā)生概率，挖掘太陽能光伏電池組件潛能。
原文始發(fā)于微信公眾號（光伏產(chǎn)業(yè)通）：太陽能電池組件隱裂在清裝工序中的控制
