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1.4组件初始光致衰减的验证
为确保组件功率质量,在组件制造过程中,随机对抽取组件进行太阳下暴晒,暴晒至组件功率基本稳定为止,检测其初始光致衰减值,测试数据见表2。
由表2可知,光伏组件初始都有光致衰减现象,但不同批次功率衰减幅度差异较大,1%~3.7%都有,因此改善初始光致衰减现象显得非常必要。
通过以上分析可知,组件初始光衰幅度主要取决于电池光致衰减,电池光致衰减则由硅片的硼、氧含量等决定。要消除由于组件初始功率衰减导致的问题,可利用硅片分选机来控制硅片质量,确保硅片内部的硼、氧元素含量处于正常范围,从而保障电池片的转换效率;同时在组件封装前,对电池片进行功率分档,保证电池片功率匹配,从而改善组件的初始光致功率衰减问题。
2.材料老化导致功率衰减分析
光伏组件封装结构图如图3所示,组件的主要材料包括电池片、玻璃、EVA、背板等[1]。由图3可知,光伏组件材料老化衰减主要可从电池片功率衰减及封装材料的性能退化两方面分析,而影响这两方面因素的主要原因是紫外线照射及湿热老化环境,而玻璃对紫外线和湿热环境的性能变化较小[4],因此组件功率的老化衰减研究主要可围绕EVA和背板两种材料的老化开展。图4为某电站运营后材料老化的外观图。
2.1 EVA老化对光伏组件功率衰减影响
把组件分为A、B、C、F8064组,分别采用4个不同厂家的EVA材料,电池片、玻璃、背板、焊带、边框等材料及生产工艺设备都一致,制作每块组件的同时还制作一个陪样,用于测试组件EVA材料的黄变指数。生产出的组件经过EL检测和I-V曲线的测试,确定质量合格,把4组组件和陪样同时放入环境试验箱进行湿热老化,测试条件为温度85℃、湿度85%。每隔一段时间测试其组件功率及陪样EVA的黄变指数,共测试1000h后把组件取出,其组件测试数据如图5所示,对应陪样EVA的黄变指数如图6所示。
由图5和图6可看出,不同品牌的EVA耐湿热老化性能差异很大,其中F806EVA黄变小,耐老化性能明显比其他EVA强,做成的组件功率衰减少。这个实验结果与组件老化功率衰减结果相符合,说明EVA黄变是组件材料老化导致功率衰减的一个重要原因。
为了深入对此质量问题进行分析,结合类似的EVA黄变现象,本文选取某研究所光伏电站的组件进行调查研究,发现该光伏电站的组件也部分存在EVA黄变现象,如图7所示。
在该电站上分别选取一块EVA黄变组件和一块EVA未黄变组件,分别测试其功率,数据见表3。
由表3可知,EVA未黄变组件在电站运营过程中只衰减了2.23%,而EVA黄变组件的功率衰减了5.7%,因此进一步验证了EVA黄变是造成组件功率衰减的一个重要原因。
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