光伏组件失效模式介绍PPT课件
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组件失效模式介绍
汇报人：徐连富 部门：品质中心
.
1
目录
1.前言 .
2
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。
1.水汽隔离性能下降，焊带、 温度及均匀度，真空度，层压时间）
电池片腐蚀
5.材料的可靠性试验（ “双85”，
2.绝缘性能下降
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 .
10
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。
.
8
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
失效影响：
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
6
边框
高机械强度，高耐候行 较低的密度
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
7
焊带汇流条
高抗拉强度，延伸率及可焊接性 低电阻率
连接电池片收集电流
.
4
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。
3.组件制程工艺改善，减
3.不正确的安装方式：不可靠的搬运，安装方式，牢固度不足，受力不均等 少热斑产生
4.高温：组件热斑等
4.玻璃来料质量管控，测
失效影响：
试玻璃抗冲击性
发电量降低，火灾隐患，人身伤害
.
7
光伏组件户外常见失效模式
热斑
当组件工作电流超过因为遮挡或是有缺陷的电池片或电池组的短路电流时，在组件中会
2
EVA
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
3
电池片
高光电转化效率，较高的弱光性 较高的耐候行
保证电池片较高的转换效率 保护组件免受外界环境损害，保证寿命
光电转换
4
背板
耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻
保护组件免受外界环境损害，保证寿命
5
接线盒
高耐候性，高阻燃，低电阻 高机械强度，
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
5
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
.
3
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
物料名称
特性
作用
1
玻璃
高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度
保证电池片较高的转换效率
耐紫外辐射、耐碱、抗老化、低透水汽率
保护组件免受外界环境损害，保证寿命
失效影响：
1.变色导致透光性下降， 组件功率下降 2.影响组件外观
背板失效原因：
1.EVA对紫外线截止失效 2.EVA中紫外吸收剂分解， 加速紫外敏感背板变色 3.背板是紫外敏感材料
失效影响：
管控方向：
1.新供应商导入的评审及稽核 2.工程变更管控（新材料，机台的 导入，工艺参数的变更等） 3.原材料进料检验（剥离强度,交 联度等） 4.车间层压等工序工艺监控（层压
.
6
光伏组件户外常见失效模式
组件破碎
玻 璃 自 爆
外 力 撞 击
安 装 不 当
热 斑 烧 毁
失效原因：
管控点：
1.外力冲击：冰雹，石头等造成玻璃破损，可以通过破裂的形状判断；
1.提供组件安装手册
2.玻璃自身原因：例如玻璃自爆主要为玻璃内硫化镍膨胀导致，自爆率约为 2.优化组件包装运输方式
0.3%；
闪 电 纹
闪 电 纹
/ /
闪 电 纹
隐
热
裂
斑
失效原因：
1.EVA中VA含量偏高， 与银发生化学反应 2.背板、EVA透水率过高 3.使用环境湿度过大 4.组件隐裂
失效影响：
1.外观不良 2.栅线氧化，影响电流收 集，功率下降 3.组件热斑风险
改善方向：
1.使用防闪电纹的EVA 2.提高层压温度，减少VA残 留 3.减少组件EL隐裂 4.选用透水率低的封装材料
.
管控方向：
物料管控 1.新材料导入流程 2.组件可靠性试验监控 制程控制： 1.层压参数管控 2.物料，人员5S管控 3.交联度，剥离强度管控 4.硅胶补胶量管控
9
光伏组件户外常见失效模式
封装材料变色
紫外照射或是添加剂导致EVA，背板材料老化变色
EVA EVA
背
黄 变
板
黄
黄
变
变
EVA失效原因：
1.温度过热或是UV照射 2.EVA交联度不足 3.EVA中添加剂导致变色 4.硅胶中成分导致
斑
4.组件烧毁
起
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
热 斑 正 面
热 斑 背 面
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
发生热斑加热，受影响的电池或电池组被置于反向偏置状态，消耗功率，引起过热
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，
火
2.过高的温度导致封装材料加速老化 热
3.局部过热导致玻璃破碎
.
11
光伏组件户外常见失效模式
背板龟裂粉化
在紫外和水汽的作用下，背板中的PET层或涂覆层发生降解，使背板呈现出开裂或粉化问题。
背 板 开 裂
背 板 开 裂
背 板 粉 化
失效原因：
1.背板透水率高，导致 PET水解 2.背板防护紫外能力差导 致降解 3.背板层间剥离力低
汇报人：徐连富 部门：品质中心
.
1
目录
1.前言 .
2
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。
1.水汽隔离性能下降，焊带、 温度及均匀度，真空度，层压时间）
电池片腐蚀
5.材料的可靠性试验（ “双85”，
2.绝缘性能下降
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 .
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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。
.
8
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
失效影响：
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
6
边框
高机械强度，高耐候行 较低的密度
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
7
焊带汇流条
高抗拉强度，延伸率及可焊接性 低电阻率
连接电池片收集电流
.
4
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。
3.组件制程工艺改善，减
3.不正确的安装方式：不可靠的搬运，安装方式，牢固度不足，受力不均等 少热斑产生
4.高温：组件热斑等
4.玻璃来料质量管控，测
失效影响：
试玻璃抗冲击性
发电量降低，火灾隐患，人身伤害
.
7
光伏组件户外常见失效模式
热斑
当组件工作电流超过因为遮挡或是有缺陷的电池片或电池组的短路电流时，在组件中会
2
EVA
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
3
电池片
高光电转化效率，较高的弱光性 较高的耐候行
保证电池片较高的转换效率 保护组件免受外界环境损害，保证寿命
光电转换
4
背板
耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻
保护组件免受外界环境损害，保证寿命
5
接线盒
高耐候性，高阻燃，低电阻 高机械强度，
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
5
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
.
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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
物料名称
特性
作用
1
玻璃
高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度
保证电池片较高的转换效率
耐紫外辐射、耐碱、抗老化、低透水汽率
保护组件免受外界环境损害，保证寿命
失效影响：
1.变色导致透光性下降， 组件功率下降 2.影响组件外观
背板失效原因：
1.EVA对紫外线截止失效 2.EVA中紫外吸收剂分解， 加速紫外敏感背板变色 3.背板是紫外敏感材料
失效影响：
管控方向：
1.新供应商导入的评审及稽核 2.工程变更管控（新材料，机台的 导入，工艺参数的变更等） 3.原材料进料检验（剥离强度,交 联度等） 4.车间层压等工序工艺监控（层压
.
6
光伏组件户外常见失效模式
组件破碎
玻 璃 自 爆
外 力 撞 击
安 装 不 当
热 斑 烧 毁
失效原因：
管控点：
1.外力冲击：冰雹，石头等造成玻璃破损，可以通过破裂的形状判断；
1.提供组件安装手册
2.玻璃自身原因：例如玻璃自爆主要为玻璃内硫化镍膨胀导致，自爆率约为 2.优化组件包装运输方式
0.3%；
闪 电 纹
闪 电 纹
/ /
闪 电 纹
隐
热
裂
斑
失效原因：
1.EVA中VA含量偏高， 与银发生化学反应 2.背板、EVA透水率过高 3.使用环境湿度过大 4.组件隐裂
失效影响：
1.外观不良 2.栅线氧化，影响电流收 集，功率下降 3.组件热斑风险
改善方向：
1.使用防闪电纹的EVA 2.提高层压温度，减少VA残 留 3.减少组件EL隐裂 4.选用透水率低的封装材料
.
管控方向：
物料管控 1.新材料导入流程 2.组件可靠性试验监控 制程控制： 1.层压参数管控 2.物料，人员5S管控 3.交联度，剥离强度管控 4.硅胶补胶量管控
9
光伏组件户外常见失效模式
封装材料变色
紫外照射或是添加剂导致EVA，背板材料老化变色
EVA EVA
背
黄 变
板
黄
黄
变
变
EVA失效原因：
1.温度过热或是UV照射 2.EVA交联度不足 3.EVA中添加剂导致变色 4.硅胶中成分导致
斑
4.组件烧毁
起
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
热 斑 正 面
热 斑 背 面
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
发生热斑加热，受影响的电池或电池组被置于反向偏置状态，消耗功率，引起过热
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，
火
2.过高的温度导致封装材料加速老化 热
3.局部过热导致玻璃破碎
.
11
光伏组件户外常见失效模式
背板龟裂粉化
在紫外和水汽的作用下，背板中的PET层或涂覆层发生降解，使背板呈现出开裂或粉化问题。
背 板 开 裂
背 板 开 裂
背 板 粉 化
失效原因：
1.背板透水率高，导致 PET水解 2.背板防护紫外能力差导 致降解 3.背板层间剥离力低