户外运行17年单晶硅光伏组件性能失效研究

赖海文¹，韩会丽¹，黄伟宏¹，董娴²，李冰之¹，沈辉^1,2，梁宗存^1,2

1. 中山大学物理学院太阳能系统研究所2. 顺德中山大学太阳能研究院

摘 要：本工作对一批由西门子公司生产的SM55单晶光伏组件在深圳海边户外运行17年后的电性能失效原因进行了探究。944块组件的平均最大功率（Pmax）衰减23. 35%,电性能参数变化主要表现为填充因子（FF）和短路电流（Isc）明显下降。观察组件的EL和红外热图像发现,主栅处发亮和电池中间黑区是EL图像中的主要缺陷,而电池脱焊可能是造成这批组件填充因子明显下降的主要原因。通过扫描电镜-能谱仪（SEM与EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）对电池表面细栅线进行进一步分析,发现电池黑区部分正面细栅处有醋酸铅等针状物质形成,导致银栅线接触电阻和金属电阻增大。旧组件光伏玻璃表面受到污染后,靠边框部位有粘附性积灰,导致光伏玻璃透光率下降,而边缘处玻璃透光率下降更为显著,从而使得组件的Isc下降。同时采用正常片、EL正常的高串阻与云片高串阻三种电池片制备样品组件,并通过湿热实验来模拟电池制备因素对脱焊的影响,发现EL正常的高串阻电池组件进行湿热试验后,主栅处EL图像出现发亮现象,红外热图像显示EL发亮处温度相应较高。这说明EL正常的高串阻电池在湿热环境下可能会增加主栅处脱焊和腐蚀的风险。

关键词：光伏组件;脱焊;栅线;醋酸铅;透光率;高串阻;