光伏组件失效模式介绍共31页文档
太阳能光伏组件失效模式介绍
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分层
玻璃和EVA之间分层，EVA和电池之间分层，背板和EVA之间分层 失效原因 — 封装材料对紫外、湿气等敏感导致材料之间的粘接力被破坏 — 金属离子的污染（如：玻璃中过量的Na+析出）
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黄变
通常发生在长期紫外（UV）照射之后，主要原因是： EVA对紫外不截止 背板是紫外敏感材料 室外发现类似的失效。
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接线盒变形
通常发生在冷热循环（TC）及反向电流过载测试之后，主要原因是：
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热斑
当组件的Imp超过被遮挡的电池或是有缺陷的电池的Isc 时，容易导致热斑过热现象的产生
失效原因 — 电池表面有异物 — 电池之间不匹配 — 电池缺陷如右下图所示 — 二极管并联的电池片数量过多 — 部分遮挡 — 焊接不良 影响 — 焊接处融化 — 过高的温度导致封装材料和背板的老化 — 局部过热导致玻璃碎裂
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打弧
John Wohlgemuth’s presentation at SUNTECH, 2011
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PID现象
对于传统的晶体硅组件，PID产生的条件： — 组件工作在负的系统电压 — 高的环境湿度和高的系统电压
封装材料变色
光伏电站设备常见故障分析与维护课件
4、元件焊接工艺不良，引起的发热。 5、材料材质低劣。 6、正向大电流击穿：正向大电流会导致二极管过热， 造成热击穿。
7、组件在安装方法不当，导线受应力脱焊、虚接。
采取的措施：
1、根据目前组件认证、制造、使用的需要，建议接 线盒内预留扩展连接座；
2、对电站一次设备绝缘进行定期检查，判断电 缆、避雷器、互感器等设备是否存在潜在风险。
3、定期对电站二次回路进行检查，对保护定值 进行校验。
4、电缆头由电缆头附件供货厂家负责制作
谢谢！
3、制作完毕后使用紧固MC4插头专用工具进行再次 紧固，保证芯子可连接可靠；
4、 MC短路故障发生。
二、直流汇流箱故障
正负极接线端子发热故障 、正负极保险熔 断及保险盒发热、烧损故障 汇流箱内组串支路输入保险盒端子电缆 虚接，正负极接线端子在运行中发热烧损， 组串支路无电压、电流，组串支路无输入。
MC4插头烧损
电池组件在运行中MC4插头发热烧损， 组件无功率输出。
原因分析：
1、因施工人员不是专业安装，在制作MC4插头时， 芯子制作不规范，长期运行发热后烧损；
2、电池组件MC4插头两端公母头螺丝未拧紧，虚接 导致发热后烧损；
3、电池组件MC4插头公母头未插紧，导致芯子长期 运行接触电阻较大，发热烧损；
3、光伏发电因天气变化具有瞬时性，逆变器功率电流变 化较大，导致引起过流、过、欠压等模块故障；
4、光伏发电是由好多块电池组件串联，再经并联后接入 逆变器，较多电缆预埋在地下，电缆因绝缘破损导致接地， 逆变器模块检测故障退出；
采取的措施 1、定期对逆变器进行除尘清扫检查； 2、改善逆变器运行环境； 3、储配一定数量的备品备件； 4、加强逆变器运行监测；
光伏组件失效分析
光伏组件失效分析摘要：本文对运行光伏电站中光伏组件热斑失效情况，定义典型热斑类别，选择实际运行光伏电站代表性的热斑组件，监测其电性能变化数据，分析不同热斑类型的产生原因与机理。
在光伏系统中模拟太阳电池失配情况，进行热斑试验，验证遮挡对热斑的影响。
关键词：光伏组件；热斑；分析一、光伏热斑案例分析在实际使用光伏中，尽管光伏组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。
但长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在光伏组件上就形成了阴影。
由于局部阴影的存在，电池单片本身通常一定程度存在杂质与缺陷，这些组件在工作时局部发热，长时间热斑高温会导致焊点熔化、背板烧毁、玻璃碎裂等失效。
作者调研了某地区已运行1～3年的约200 MW。
的平板光伏组件，对异常组件的性能进行了测试和分析，总结了这些组件的衰减与失效构成因素。
在所有115块短期失效或高衰减光伏组件中，由于电池热斑导致的失效组件占25块，占到总失效光伏组件的20％以上。
在这些实际运行光伏电站的典型热斑问题中，有3类比较常见：电池间显著温差（定义为A类）、单电池串电性能失效（定义为B类）、玻璃与电池碎裂（定义为C类）。
A类光伏组件中不同电池片会出现明显温差，最高温度电池与正常电池温差通常达到10℃以上，部分温差达到40～50℃。
该类组件热斑问题较为常见，由于电池之间电流失配造成，组件搬运、安装过程造成的电池隐裂是产生电流失配的重要原因。
将光伏电站中该类热斑问题组件进行的红外热相（正常并网工作状态），与电致发光（EL）测试，如图1所示。
图中红外热相图片从组件背面拍摄，EL图为组建正面图，从图1可看出，组件中发热电池与EL隐裂电池能有一定对应关系。
此外部分发热电池EL照片不能反应其明显缺陷，封装材料的内部分层对组件局部散热的影响等可能是产生电池问温度差异的原因。
A类热斑组件在组件室内太阳模拟器中测试功率，功率下降幅度为5％一8％。
B类光伏组件中单串太阳电池功率失效（多串失效在所收集的热斑组件中未见到），对于商用60片156 mmX156 mm电池组件成的组件，约三分之一的功率损失。
光伏组件故障分析
一．接线盒光伏组件接线盒的主要作用是连接和保护太阳能光伏组件，传导光伏组件所产生的电流。
光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要部件，是集电气设计、机械设计和材料应用于一体的综合性产品，为用户提供了太阳能光伏组件的组合连接方案。
目前，中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患，而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。
作为光伏组件制造商的配套企业，接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责，更需要对终端客户负责，特别是对使用过程中人身安全的保护。
所以，优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。
常州天华新能源科技有限公司（简称“天华新能源”）下属常州华阳光伏检测技术有限公司（简称“华阳检测”，于 2009 年 12 月获得了 CNAS 实验室认可，认可范围包括光伏组）件、光伏材料共 119 项检测能力。
公司自 2008 年开始进行接线盒检测（依据标准：VDE0126-5:2008），讫今共完成 30 家接线盒供应商、50 多款接线盒的检测和质量分析，获得了大量的检测数据。
结合光伏组件户外使用的实际情况，我们总结出目前接线盒常见失败项目主要有：IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管温升试验、环境试验、750℃灼热丝试验。
接线盒测试常见失败项目统计图：一、户外组件因接线盒问题引起的故障图片接线盒引线端子烧毁接线盒烧毁引起组件背板烧焦组件碎裂二、接线盒在认证测试中常见失败项目及原因分析1．接线盒 IP65 防冲水测试防水性能是接线盒性能的重要指标。
认证测试中，先进行老化预处理测试，然后进行防冲水测试，再通过外观结构检查和工频耐压测试进行评判。
测试能否顺利通过，取决于接线盒的密封保护程度，而接线盒的密封保护直接影响到成品组件的防触电保护和漏电防护的等级。
就目前常规构造的接线盒而言，其设计和材料的缺陷已在认证测试中显露无疑。
图 1 IP65 防冲水测试测试图片接线盒防冲水测试失败的主要现象大致分为以下几种：⑴、接线盒密封盒体内大量积水；⑵、接线盒盒体与背板材料不匹配；⑶、接线盒的密封螺母开裂失效；⑷、接线盒在老化预处理测试中盒体变形；⑸、接线盒密封圈老化预处理测试后失效，或其他原因。
光伏组件损坏说明范文
光伏组件损坏说明范文
该说明书的目的是说明我公司光伏发电系统在2021年5月15日进行常规巡检时,发现有少量组件出现损坏情况,需要客户签字确认。
我们通过拍照记录了组件损坏的情况,发现以下光伏板组件有损坏:
1. 第1行第3块组件,边框处有细小划伤;
2. 第2行第5块组件,表面有≤5大小的划伤1处;
3. 第3行第7块组件,边角处有≤10大小的划伤1处。
我们认为上述三块组件损坏程度仅为,不影响其发电功能。
但根据合同规定,任何组件损坏都需要报告并取得客户确认。
请客户签字确认以下内容:
- 知晓光伏发电系统2021年5月15日常规巡检时发现的组件损坏情况;
- 同意上述三块组件的损坏不需要替换;
- 同意继续开启该光伏发电系统,为客户供电。
经客户签字同意后,我们将继续为客户提供光伏发电服务。
如果客户有任何问题,请与我们联系。
客户签字:______________ 日期:____________
公司签字:______________ 日期:____________。
光伏组件失效模式介绍
4
5 6 7
背板
接线盒 边框 焊带汇流条
保护组件免受外界环境损害，保证寿命 导出组件电能，减少热斑损坏 组件组件间连接 保护组件免受外界环境损害，保证寿命 降低组件重量
连接电池片收集电流
前言
光伏组件一般提供五年的产品质量保证和10-25年的产品功率保证，25年内产品最大功 率衰减不超过20%。 组件户外使用受到各种环境因素的侵蚀影响。
背板与EVA分层，EVA与玻璃分层，EVA与电池片间分层
脱层
脱 层
脱 层
脱 层
失效原因：
1.湿气，紫外等导致封装 材料间的粘粘力被破坏， 2.金属离子的污染 3.材料匹配性不好 4.层压参数不合理 5.背板层间分层 6.硅胶密封性不好
失效影响：
管控方向：
1.焊带、电池片腐蚀， 致使组件报废 2.影响组件外观 3.遮挡电池片，功率 输出下降
焊 带 腐 蚀
焊 带 变 色
光伏组件户外常见失效模式
电池片变色氧化
边 缘 氧 化 整 片 氧 化 主 栅 边 氧 化
失效原因：
失效影响： 1.焊接电池片存在氧化 2.背板,EVA封装材料透水率 1.栅线变色，影响外观 2.电阻变大，影响功率输出 高，导致进水氧化腐蚀 3.助焊剂残留腐蚀栅线 4.EVA分解残留的醋酸类腐 蚀栅线 5.员工使用含有硫的橡胶手 套 6.组件在系统中正电压偏置， 银浆发生电化学腐蚀
管控方向 电池质量管控 1.包括硅片/电池片EL缺陷检测 2.电池片光衰一致性 3.电性能水位一致性 制程管控 1.焊接质量（虚焊，过焊） 2.制程隐裂EL检测 3.组件异物 4.换片补片档位一致性 组件安装维护 1.安全的包装运输防护 2.合理的安装角度距离 3.定期清理，避免遮挡
光伏电站组件故障及分析
2023/5/4
固定式水泥基础
固定式地锚基础
光伏方阵的跟踪式光伏方阵分为单轴跟踪和双轴跟踪。 单轴跟踪一般采用三种方式：第一种方式是旋转轴倾斜布置光伏方阵 东西方向跟踪；第二种方式是旋转轴南北水平布置，光伏方阵东西跟踪；第 三种方式是旋转轴东西水平布置，光伏方阵南北方向跟踪。这三种方式是南 北方向或东西方向的单轴跟踪，工作原理基本相似。
（3）光伏组件的闪电纹现象 闪电纹也称蜗牛纹，闪电纹产生的原因为EVA胶膜的交联度不均匀导致 使用后产生不均匀的应力，使电池片产生隐裂，隐裂处会产生热斑效应，从 而导致EVA胶膜或栅线烧掉。
（4）光伏组件的其他故障现象 ①光伏组件接线盒问题 光伏组件接线盒背板胶粘度较低，产生轻脱现象或接线盒内导电金属片
2023/5/4
单晶太阳能组件
96片
2023/5/4
54片
60片
72片
多晶太阳能组件
72片
2023/5/4
60片
54片
种类 晶硅
电池类型 实验室效率
单晶硅
24%
多晶硅
21%
非晶硅 薄膜电池 13%
化合物 碲化镉
15.8%
铜铟镓硒 15. 13%-15% 8%-11% 5%-8% 5%-8%
接触面较小使得接触电阻变大。
（4）光伏组件的其他故障现象 ② 光伏组件内电池片与EVA胶膜脱层
（4）光伏组件的其他故障现象 ③接线盒内汇流盒和旁路二极管氧化 光伏组件接线盒内由于进水导致汇流条和旁路二极管氧化。
（4）光伏组件的其他故障现象 ④接线盒烧坏 光伏组件接线盒出现烧坏现象。
图2-21 接线盒烧坏
光伏组件由焊带、钢化玻璃、EVA胶膜、背板、铝型材边框、硅胶、接线 盒等组成。
(完整版)光伏组件失效模式介绍
2.制程隐裂EL检测
热 斑 正 面
热 斑 背 面
3.组件异物 4.换片补片档位一致性 组件安装维护 1.安全的包装运输防护 2.合理的安装角度距离 3.定期清理，避免遮挡
光伏组件户外常见失效模式
脱层
背板与EVA分层，EVA与玻璃分层，EVA与电池片间分层
脱 层
脱 层
脱 层
失效原因：
1.湿气，紫外等导致封装 材料间的粘粘力被破坏， 2.金属离子的污染 3.材料匹配性不好 4.层压参数不合理 5.背板层间分层 6.硅胶密封性不好
前言
光伏组件介绍-结构及物料
光伏组件可以分为晶体硅光伏组件及薄膜组件，本文主要进行晶体硅光伏组件常见的失效 模式分析。
光 伏 组 件 三 明 治 结 构
序号 1 2 3 4 5 6 7
物料名称 玻璃 EVA 电池片 背板 接线盒 边框
焊带汇流条
特性 高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度
耐紫外辐射、耐碱、抗老化、低透水汽率 高透明，柔软，坚韧度及黏连性 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高光电转化效率，较高的弱光性 较高的耐候行 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高耐候性，高阻燃，低电阻 高机械强度， 高机械强度，高耐候行 较低的密度 高抗拉强度，延伸率及可焊接性 低电阻率
失效原因：
1.硅片电池缺陷
2.电池表面有异物
3.电池之间不匹配：效率电流混档，
衰减不一致
4.二极管并联的电池片数目过多
5.阴影遮挡
6.焊接不良
失效影响：
1.焊接处融化， 2.过高的温度导致封装材料加速老化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3.局部过热导致玻璃破碎
热 斑
4.组件烧毁
起
光伏组件检验不良类别及实例图解资料.
异物（胶 带、背板 丝、其他
）
异物（锡丝） 异物（锡渣） 异物（焊带头）
异物（头发丝） 异物（碎电池片）
异物（背板残留） 异物（胶带） 异物（指套）
异物（蚊 虫、不明 ）
外
观
检 异物导致
查
气泡
工
序
层压气泡
异物（蚊虫） 异物（不明异物）
异物导致气泡
组件质检工序不良类别及实例图解
品保部 李廷
序号
项目分 类
碎片
实例图1
EL工 隐裂 序
低效片
实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图2
不良描述 EL不良（碎片）
EL不良（隐裂）
EL不良（低效片 ）
工序 不良类别 断栅
实例图1
EL工 序
黑芯片
电池片污 染（硅片 ）
实例图2
不良描述 EL不良（断栅）
EL不良（黑芯片）
EL不良（污染）
工序 不良类别 网纹
型材不良（角码松 动） 型材不良（边框划 伤）
型材不良（边框损 伤）
型材不良
外 观 检 背板划伤 查 工 序
接线盒灌 胶不良
型材不良（边框损伤 ） 型材不良（边角不良 ）
外观不良（背板划 伤）
接线盒灌胶不良 （过多/过少）
接线盒安 装不良
外 观 检 查 工 序
边框二次 封胶不良
接线盒封胶不良 接线盒歪斜
铭牌粘贴不良（气 泡） 铭牌粘贴不良（歪 斜）
包
装 打包 低功率（160-180W左右），原因通常为接线 低功率（2-5W左右），则判定为
工 不良 盒焊接不良，四根引出线少焊一根。
低功率组件。
光伏组件失效模式
目录
1.前言 2.组件户外常见失效模式 3.组件实验室常见失效模式
前言
光伏组件失效模式分类
光伏组件失效浴盆曲线
晶体硅光伏组件的失效通常分为三类：早期失效、随机失效、损耗失效。我们推进的所有可靠 性的改善都是为了： 1.减少早期失效， 2.减低随机失效， 3.推迟损耗失效。
前言
光伏组件介绍-结构及物料
耐紫外试验等，参照IEC61215）
3.组件功率轻微下降
6.安装环境与物料匹配性
4. 影响组件外观
光伏组件户外常见失效模式
闪电纹
EVA中的过氧化物在水汽的作用下与电池片栅线中的银发生反应，生成银的氧化物。电池片 隐裂，背板EVA的透水率高加速了闪电纹的产生。
闪 电 纹
闪 电 纹
闪 电 纹
/ /
隐
热
辐射 UV
温度
湿度
炎热，霜冻，日 夜温差
机械应力
风载，雪载，冰雹，踩踏
大气
灰尘，盐雾，风沙
湿气
雨水，霜，露水,, 凝露
光伏组件户外常见失效模式
➢组件破碎 ➢热斑 ➢脱层 ➢封装材料变色 ➢闪电纹 ➢背板开裂粉化 ➢功率衰减
➢电池片隐裂碎片 ➢焊带腐蚀 ➢电池片氧化 ➢白斑 ➢线盒进水烧毁 ➢焊接失败 ➢PID效应
2.制程隐裂EL检测
热 斑 正 面
热 斑 背 面
3.组件异物 4.换片补片档位一致性 组件安装维护 1.安全的包装运输防护 2.合理的安装角度距离 3.定期清理，避免遮挡
光伏组件户外常见失效模式
脱层
背板与EVA分层，EVA与玻璃分层，EVA与电池片间分层
脱 层
脱 层
脱 层
失效原因：
EVA在组件中常见的失效形式分析
EVA在组件中常见的失效形式分析1引言光伏组件需要在户外使用25年，且长期暴露于光、热、氧气、水汽等复杂的环境中，这就要求组件的各种材料必须具有良好的耐候性。
目前，最常用的组件封装材料是EVA(乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物)，它具有良好的透光性、粘结性和操作性，且价格便宜。
但由于其EVA自身的结构问题，在长期使用过程中，可能出现黄变、脱层、气泡和腐蚀电极等现象，本文结合大量的测试数据，对这一系列问题进行简单分析，为后续EVA材料的选用和改进提供参考建议。
2常见失效及分析在组件的可靠性测试中，EVA常见的问题主要是黄变、分层、气泡和腐蚀。
下面具体分析其可能的机理。
2.1黄变EVA的各类助剂在水、热的作用下形成生色的光敏物质，此类光敏物质是不稳定的，光照下会发生"漂白"而褪色，在湿热、湿冻等老化方式下比较常见。
以上的推断从红外光谱和热失重分析(TGA)中得到。
如下图2所示，DH3000的红外图和Control相比，没有太大的变化。
但是，UV和热氧老化的红外谱图同Control相比，在1730处羰基峰明显变宽，1167、1171cm-1等处出现新的峰，表明有新的C-O键形成；在1564、1459、948cm-1等处峰也有变化，可有C=C形成或CH键的变化。
图3是DH3000的EVA和UV(313)120kW的样品TGA曲线，可以看出DH3000后EVA的分解起始和终止温度分别是323℃/446℃，未见发黏的现象；而UV老化后EVA分解起始和终止温度分别是313℃/435℃，样品表面发黏，表明EVA样品己经有明显的降解现象。
2.2分层(with glass)EVA与玻璃之间的粘结力主要来自两部分，一方面是EVA配方中的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的水解产生的R-Si-OH和玻璃表面的Si-OH极性基团缩合成Si-O-Si键，从而呈现较好粘结性；另一方面是EVA分子链本身的VA链段，VA段本身是极性段，也能和玻璃表面的极性基团之间形成氢键或者范德华力，而呈现一定的粘结性。
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
Thank you
Hale Waihona Puke 光伏组件失效模式介绍31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。