光伏组件失效模式介绍
光伏系统可靠性与寿命考核试卷
2.光伏组件的寿命通常受到多种因素影响，其中主要的是____和____。
3.光伏系统的MPPT全称是____。
4.光伏组件的效率受到环境温度的影响，一般来说，温度每升高1°C，开路电压会下降____mV左右。
5.光伏组件的PID效应全称是____。
4.评估方法：实际发电量监测、系统效率计算、故障率统计。通过实际发电量监测可以评估系统性能；系统效率计算可评估系统运行效果；故障率统计可评估系统可靠性。
6.在光伏系统中，逆变器的功能不包括____。
7.为了减少光伏系统中的线损，应尽量____线缆长度和____线缆截面积。
8.光伏组件安装时，应保证组件之间的间隙不小于____mm，以利于空气流通和散热。
9.在光伏系统中，如果电池组件的安装朝向偏离正南方向，其发电量会减少____%左右。
10.光伏系统的年发电量可以通过以下公式计算：年发电量=系统容量×年太阳辐射量×系统效率×____。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.光伏组件的发电效率在低温环境下比高温环境下更高。（）
2.光伏系统的安装地点应选择阳光直射时间最长的地区。（）
3.光伏组件的表面清洁对提高发电效率非常重要。（）
4.光伏系统中，组件串联的数量越多，系统的工作电压越高。（）
B.系统设计
C.天气条件
D.使用者习惯
2.以下哪种因素不会影响太阳能光伏组件的寿命？（）
A.环境温度
B.阴影遮挡
C.安装角度
D.清洁维护
3.光伏组件的寿命通常被认为是多少年？（）
A. 10年
B. 20年
太阳能光伏组件失效模式介绍
Electrons (-ve)
Holes (+ve)
如有机会,将来另开专题再详细讲解!
25
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玻璃破裂
失效原因 — 冲击（如石头、冰雹等物理） 导致玻璃碎裂，可以从碎裂的形状 判断 — 玻璃质量问题（如玻璃自爆） — 不当的安装方式 — 高温（如热斑、打弧等）
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不当的安装方式导致玻璃破裂
27
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过热导致玻璃破裂
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组件承载能力 — 风载/雪载
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19
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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
Hot cell
Def. front contact Partial shadowing
Hot Spot
A: Bypass Diode B: Hot Cell C: Interconnect D: Hot-spot E: Broken Cell F: Hot Cell Array G: Front Contact H: Partial Shadow
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。
光伏组件背板介绍
外层 为了有良好的耐候性，一般要求背板外层材料为含氟材料，
PVF和PVDF为最常见的两种含氟材料。
PVF
PVDF
PTFE
1个氟原子 含氟量41%
2个氟原子 含氟量59%
4个氟原子 含氟量76%
性能 密度 熔点 分解温度 拉伸强度 断裂伸长率
外层
PVF和PVDF的对比
单位
PVF
g/cm3
1.4
℃
185~195
背板结构
➢ 各层的特性 ➢ 外层
➢ 中间层 ➢ 内层
➢ 粘结体系
外层 胶层 中间层
胶层 内层
各层的特性
粘合
机械性能
○
● ● ●
●
●
● ●
○
●
电性能
○
●
○
化学稳定 性
热力学稳 定性
水汽透 抗紫外 过率
湿热
○
○
●
○
耐火性
●
●
●
○
●
●
●
●
●
○
○
●
○●
○重要特性；● 关键特性
可操作性
○
○
○
类型 PVF PVDF
III. High surface tension(被粘结层表面处理状态---较高的表面 张力有利于铺展和渗透)；
IV. Evenly coated(胶水的涂布方式---平整及均匀性) 。
高 表 面 能 粘结体系低表面能
High Surface Energy Low Surface Energy
容易浸润(黏接)
粘结体系
➢ 粘结的主要特性：
在各层材料可靠的前提下，主要考虑粘结界面的可靠性，影响 因素：
光伏组件失效模式介绍PPT课件
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
.
光伏组件主材机理及失效模式精品文档42页
（4）加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递； （5）合适的助焊剂还能使焊点美观；
1 助焊剂
助焊剂成分
国内外助焊剂一般由活化剂、 溶剂、表面活性剂和特殊成分总成。 特殊成分包括缓蚀剂、防氧化剂、 成膜剂等。
化学反应
分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新物质 的过程，称为化学反应。在反应中常伴有发光发热变 色生成沉淀物等，判断一个反应是否为化学反应的依 据是反应是否生成新的物质。
反应条件
指化学反应所必须或可提高反应速率的方法，如： 加热（△）、点燃、高温、电解、通电（电解）、紫 外线或催化剂等。
材料分类
焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固，避免虚 焊假焊现象的发生。在选择焊带时一定要根据所选用的电池片 特性来决定用什么状态的焊带。
一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来 确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致，焊 带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。
6 焊带
（2）满意的性能寿命，即使在苛刻、恶劣环境下装饰使用， 也能确保50年寿命以上不腐蚀、不老化、不褪色、不脱落；
（3）手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽、富丽堂皇；
（4）漆膜硬度高，可耐3H以上铝笔硬度画刻；
9 接线盒
光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池 方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器。是一门集 电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综 合性设计。
风沙磨损 在中国西部和华北（如青海、甘肃、宁夏、新疆等）部分地区， 由于强烈的风沙，应在标准中考虑背板耐磨性能。
湿热盐雾腐蚀 在东部沿海地区，要考虑背板材料的耐湿热、盐雾腐蚀性能和 粘接力的稳定性。
光伏组件的系列缺陷定义
光伏组件的系列缺陷定义光伏组件是利用太阳能将光能转化为电能的装置，它在可再生能源领域具有重要的地位。
然而，光伏组件也存在一些系列缺陷，这些缺陷可能会影响其性能和寿命。
接下来，我将介绍一些常见的光伏组件缺陷。
1. 电池片裂纹：光伏组件中的电池片是将光能转化为电能的关键部件，然而，由于制造过程中的缺陷或外部因素的影响，电池片可能会出现裂纹。
这些裂纹会导致电池片的损坏，降低光伏组件的发电效率。
2. 导线断裂：光伏组件中的导线用于将电能从电池片传输到电网或电池储能系统中。
然而，由于材料老化、温度变化等原因，导线可能会出现断裂。
导线断裂会导致电能传输中断，影响光伏组件的正常运行。
3. 背板老化：光伏组件的背板是保护电池片的重要组成部分，它需要具有耐久性和耐候性。
然而，长时间的暴露在太阳光和恶劣环境中，背板可能会发生老化，导致其性能下降或出现裂纹。
4. 渗水：光伏组件中的渗水问题一直是一个令人头疼的难题。
渗水会导致光伏组件内部的电气部件受潮，进而引起短路或电池片腐蚀，严重影响光伏组件的发电效率和寿命。
5. 灰尘积累：光伏组件表面的灰尘积累是影响其发电效率的重要因素之一。
灰尘会降低组件表面的反射率，减少光能的吸收。
因此，定期清洁光伏组件表面对于维持其高效发电至关重要。
6. 火灾风险：光伏组件在工作过程中会产生热量，如果组件的散热不良或存在电气故障，就有可能引发火灾。
因此，光伏组件的安全性能和防火措施非常重要。
7. 逆变器故障：光伏组件中的逆变器用于将直流电转换为交流电，逆变器的故障会导致光伏组件无法正常输出电能。
逆变器的可靠性和稳定性对光伏系统的运行至关重要。
光伏组件的系列缺陷对其性能和寿命产生重要影响。
为了提高光伏组件的可靠性和发电效率，制造商和研究人员需要持续改进制造工艺和材料，提高光伏组件的质量和可靠性。
同时，定期维护和检查光伏组件也是保证其正常运行的重要措施。
通过解决这些系列缺陷，我们可以更好地利用太阳能资源，推动可持续能源的发展。
(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
光伏组件背板介绍PPT课件
*
总论
背板（Backsheet）是用在太阳能组件背面，直接与外环境大面积接触的光伏封装材料，其应具备卓越的耐长期老化（湿热、干热、紫外）、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能。因此，背膜要在耐老化、耐绝缘、耐水气等方面满足太阳电池组件25年的环境考验，起到封装组件原辅料、保护太阳能组件、隔绝汇流带的作用。 基本性能 优秀的耐候性 低的水汽透过率 好的电气绝缘性 一些机械性能
含氟量59%
*
外层
PVF和PVDF的对比
性能
单位
PVF
PVDF
密度
g/cm3
1.4
1.7
熔点
℃
185~195
160~172
分解温度
℃
210
316
拉伸强度
Mpa
37~41
30~50
断裂伸长率
%
65~225
50~250
热收缩率
%
5
2
使用温度
℃
-70~107
-60~150
PVDF的密度是PVF的1.3-1.4倍，在分子结构上多一个氟原子，所以比PVF更致密、更耐候、阻隔性更好。纯PVDF薄膜的透水率只有同等厚度的PVF薄膜的1/5左右，所以通常情况下使用PVDF薄膜的厚度可以比PVF薄，但是PVDF成型较困难，一般需要添加丙烯酸类材料，此材料会造成局部老化。
*
各层的特性
外层
○
○
○
○
●
○
●
○
●
胶层
●
●
●
中间层
●
●
●
○
●
●
●
○
●
光伏组件常见故障处理
项目五 光伏电站常见故障处理
5.1光伏电站的运行管理 5.2 光伏电站的巡检维护 5.3光伏电站的定检维护 5.4光伏电站箱变常见故障处理 5.5光伏电站开关柜常见故障处理 5.6光伏电站防雷接地常见故障处理 5.7光伏电站电缆常见故障处理
5.1.1 光伏组件常见故障
光伏组件为光伏电站的最核心部件
5.1.1 光伏组件常见故障
4. 光伏组件烧坏
光伏组件正面电极被烧坏
光伏组件背面被烧穿
5.1.1 光伏组件常见故障
5. 光伏组件被遮挡
树荫遮挡
阵列之间的遮挡
5.1.1 光伏组件常见故障
6. 光伏组件积灰
5.1.1 光伏组件常见故障
6. 光伏组件积灰
小结
光伏组件故障分类：
1. 外部机械力破坏 2. 组件自身缺陷或衰减 3. 气候条件
故障案例 — 接线盒常见故障
3. 接线盒烧毁
电气短路
二极管短路
故障案例 — 接线盒常见故障
光伏组件接线盒质量改进方向建议： 1、将盒体、盒盖分体，由密封圈密封的设计，改进为盒体、盒盖压接一体
式密封处理，加强整个接线盒结构密封性和密封强度； 2、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;
故障案例 — 接线盒常见故障
1. 接线盒进水
(1)盒体的锁扣设计不当
故障案例 — 接线盒常见故障
1. 接线盒进水
(2)接线盒密封圈橡胶材料选择不当
故障案例 — 接线盒常见故障
1. 接线盒进水 (3)接线盒盒体塑料与太阳能组件密封胶粘合性失效
故障案例 — 接线盒常见故障
2. 接线盒湿热失效
接线盒湿热试验失败的主要现象有以下几种： ⑴、湿热试验后接线盒盒体碎裂失效; ⑵、湿热试验后接线盒盒体和盒盖密封变形; ⑶、湿热试验后接线盒与背板脱落; ⑷、湿热试验后电气连接不可靠; ⑸、湿热试验后接线盒电缆的抗拉扭性能减小，爬电距离、电气间隙减 小
光伏常见故障
光伏常见故障一、前言光伏发电是一种清洁、可再生的能源，受到越来越多的关注和应用。
然而，由于光伏系统的复杂性和长期运行，常常会出现各种各样的故障。
本文将从技术层面上详细介绍光伏常见故障及其解决方法。
二、组件故障1. 热点效应热点效应是指在组件中某些区域受到阴影或局部失效时，该区域内电池板产生过高的温度而导致局部热损失。
这会导致电池板损坏并且降低整个组件的性能。
解决方法是使用具有更好散热性能的材料制作组件，或者使用遮阳器等措施避免阴影。
2. PID效应PID效应是指在高湿度、高温度下，电池板表面与接地之间形成一个微弱电流通路，导致电荷在表面聚集并损失。
这会导致整个组件性能下降。
解决方法是使用PID抑制器或者选用具有更好耐湿性能的材料制作组件。
3. 逆变器故障逆变器是光伏系统中最重要的部件之一，负责将直流电转换为交流电。
如果逆变器出现故障，会导致整个系统停止工作。
解决方法是及时更换或维修逆变器。
三、电池串联故障1. 电池反向由于安装或其他原因，有时会出现电池串联反向的情况。
这会导致整个系统的性能下降，甚至无法工作。
解决方法是检查电池串联是否正确，并及时更换反向的电池。
2. 电池失效由于各种原因，单个或多个电池可能会失效。
这会导致整个系统性能下降，并且可能会引起其他问题。
解决方法是检查并更换失效的电池。
四、光伏阵列故障1. 阵列损坏光伏阵列是由多个组件组成的，如果其中一个组件损坏，就会影响整个阵列的性能。
解决方法是检查并更换损坏的组件。
2. 清洁不当光伏阵列表面积聚灰尘、沙尘等杂物影响其发电效率。
解决方法是定期清洁光伏阵列，保持其表面干净。
五、结论光伏系统的故障种类繁多，需要及时发现并解决。
在安装和维修过程中，应注意防止故障的发生，以确保光伏系统的正常运行。
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。
晶体硅光伏组件认证测试耐候性项目失效分析
率 的 衰 减 不 超 过 试 验 前测 试值 的５ ％。
图 ｌ热循环试验标准技术要求
（ ４） 绝 缘 电 阻 测 试 要 求 ： 面 积 大 于 ０． ｍ 的 组 件 ， 测 试 绝 １
数 合计 约 占总 失效 次 数 的６ ％。 ０
因 此 ， 提 高 这 两 项 测 试 的 合 格 率 ，将 大 大 提 高 光 伏 组 件 认 证 测 试 的一次 通过合 格率 。
移 逐 步 减 小 。 光 伏 组 件 早 期 失 效 中 耐 候 性 测 试 失 败 的 比 例 较
￣ ２５
３ 试验后组件应
啊
满足的技术要求
（ ）在试 验 过 程 １
＋Ｂ ５
中无 电流 中断现象 。
（ ） 无 破 碎 、 开 ２
裂 、外 表 面 不 规 整 、
电 池 裂 缝 等 严 重 外 观 缺陷。 （ ）最 大 输 出 功 ３
湿 一 试 验 测 试 条 件 如 下 ，组 件 板 水 汽 透 过 率 太 高 。 通 常 ，水 汽 透 热
化后，拉伸强度应 ． ａ ２ ＭＰ ，断裂伸长 置 于 温 度 试 验 箱 内 ，试 验 温 度 ８ ℃ 过 率 过 高 的 背板 材 料 在进 行 湿 一 ２ ５ 热
率 应 ６ ％ 。建 议 选 用综 合 性 能 更 优 ±２Ｃ ， 相 对 湿 度 ８ ％ ±５ ，试 验 试 验 时 失 败 比 例 是 较 高 的 。 质 量 优 ３０ ￣ ５ ％ 质 、密封 性能 更好 的密封硅 胶 。
件 下 的 最 大 功 率 点 电 流 。 样 品 数
致 组 件 在 热 循 环 试 验 后 水 汽 进 入 背 板 、Ｅ Ａ、玻 璃 及 电池 片 内部 ，导 致 Ｖ 组 件 输 出 功率 的大 幅 下 降 ，甚 至 引起
晶体硅光伏组件封装失效的探讨
晶体硅光伏组件封装失效的探讨晶体硅光伏组件封装失效的探讨晶体硅光伏组件封装失效的探讨(202*-12-1910:07:00)转载标签：分类：认证知识杂谈近年来，我国光伏产业发展迅猛，尤其是太阳电池组件生产厂家更是如雨后春笋般涌现。
据不完全统计，目前中国大陆已经拥有超过500家光伏组件生产公司。
但在这种繁荣的背后，各个组件生产厂家其产品质量却良莠不齐，一些组件在野外短短使用的几年时间内就出现了内部腐蚀、电性能明显衰减、电池片栅线消失、EVA黄变等失效情况。
上述现象的出现，除了原材料方面的因素以外，很大一部分还是和组件的生产工艺不完善有关。
1组件封装失效情况及原因分析1.1腐蚀光伏电池组件的腐蚀主要产生在光伏电池组件内部、接线盒导电体和铝边框的断面上。
针对太阳电池组件接线盒内部金属导电体和铝边框断面上出现的外腐蚀现象，目前各生产厂家已经采取相应的措施，该问题得到有效解决，这里不在讨论。
但对太阳电池组件内部产生的腐蚀问题，本文将重点进行分析讨论。
一般来说，太阳电池组件产生的内部腐蚀主要是由助焊剂的腐蚀性和组件生产环境的洁净度决定的。
许多厂家在选用助焊剂的时候，主要以助焊效果为标准，即助焊效果好，就说明是好的助焊剂，很少考虑助焊剂的安全性和对组件电性能的影响。
据有关资料证明，助焊剂的助焊效果和腐蚀性是成反比的，即往往助焊效果越好，它的腐蚀性就越强。
目前很多组件生产厂家都在使用电子工业中使用的助焊剂，这种助焊剂主要以有机酸为主，但电子产品制造和太阳电池组件制造在助焊剂的使用方法上还是有很大区别的。
二者焊接时的接触部位不同，电子产品是先密封然后对电子元器件的管脚进行焊接，接触部位较少，且都是在相对密闭的环境中使用，对核心部分的正常运行不会造成影响；而太阳电池是先进行焊接后再真空层压密封，经过密封后形成的光伏组件要在野外恶劣的气候环境下使用，且助焊剂与太阳电池表面和EVA胶膜直接接触。
长期的实践证明，在太阳电池组件生产过程中由于助焊剂选择不当，是造成太阳电池组件失效的重要原因之一。
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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
光伏组件户外常见失效模式
背板龟裂粉化
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
失效影响：
1.外观不良 2.栅线氧化，EVA水解， 组件寿命降低 3.组件绝缘性能下降
管控方向：
1.使用耐候性好的含氟型 背板材料， 2.材料引进前进行可靠性 试验，验证耐候性。 3.减少组件背板磨损或划 伤。
管控点：
1.提供组件安装手册 2.优化组件包装运输方式 3.组件制程工艺改善，减 少热斑产生 4.玻璃来料质量管控，测 试玻璃抗冲击性
失效影响：
发电量降低，火灾隐患，人身伤害
光伏组件户外常见失效模式
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 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
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：
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； 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 0.3%； 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 4.高温：组件热斑等
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 3.局部过热导致玻璃破碎 4.组件烧毁
热斑
热 斑 起 火
热 斑 正 面
热 斑 背 面
EVA 黄 变
管控方向：
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 隐 裂
闪 电 纹 热 斑
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/
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
管控方向
1.电池片银浆与硅片附着力测试 2.焊接拉力监控 3.焊接效果的确认，保证焊接面积，避免虚焊过焊的 产生
光伏组件户外常见失效模式
焊带黄变腐蚀
失效原因： 1.助焊剂中有机卤化物残留引起电子迁移导致腐蚀 2.背板,EVA封装材料透水率高，导致焊带氧化腐蚀 3.EVA水解产生的乙酸腐蚀焊带 4.焊带中不同金属的平衡电极电位导致腐蚀 5.焊带受潮，裸手接触污染，残留汗渍导致腐蚀 失效影响： 1.黄变腐蚀，影响外观 2.电阻变大，影响功率输出 3.腐蚀严重，热斑烧毁风险。 管控方向： 1.减少助焊剂残留 2.选用低透水率的封装材料 3.开发添加其他微量元素制成的的焊带 4.拆封焊带进行密封保存，不能裸手接触
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
光伏组件户外常见失效模式
紫外照射或是添加剂导致EVA，背板材料老化变色
封装材料变色
背 板 黄 变
EVA 黄 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
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 物料名称 玻璃 EVA 电池片 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 作用 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 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
光伏组件户外常见失效模式
组件功率衰减是指光伏组件随着光照时间的增长，组件输出功率逐渐下降的现象。包括光致 衰减和老化衰减。
功率衰减大
2013-11-12 2014-1-14 2011-11-10 2011-11-10 2011-11-10
失效原因：
1. 劣质的硅片或电池片， LID过大，硼氧复合体多导 致少子寿命下降快。 2.组件质量问题导致，例如 隐裂、断栅，虚焊等 3.封装材料老化，包括玻璃， 背板等透光率的下降等。
序列号
24003740222013496 11403680231071319 12003700111101209 12003620111100303 12003620111100072
初始测试时间 测试功率(W) 复测试时间 测试功率(W) 衰减（%）
245.60 248.94 242.34 232.77 232.03 2016.3.8 2016.3.8 2015.10.8 2015.10.8 2015.10.8 233.31 240.31 234.57 226.19 225.09 5.27% 3.47% 3.21% 2.83% 2.99%
背板失效原因：
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
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） 失效影响： 4.车间层压等工序工艺监控（层压 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 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
光伏组件户外常见失效模式
电池在生产运输安装过程中，因设计，材料，运输，安装，维护缺陷导致电池出现不可目视 的内部损伤。
电池隐裂碎片
隐 裂 热 成 像 管控方向：
隐 裂 碎 片 失效原因：
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1.原材料不良：电池片，玻璃减薄 2.制程不良：电池/组件生产制程不当 3.设计不良：边框强度不足 4.不正确的包装运输方式 5.安装不良：粗暴安装，踩踏 6.不恰当的维护方式，重压踩踏
管控方向：
1.管控电池片存储环境 2.缩减电池焊接到层压间留存时间 3.使用透水率低的封装材料，降低 VA残留 4.选用无硫橡胶手套 5.减少助焊剂残留
光伏组件户外常见失效模式
白斑
电池焊接时助焊剂残留导致白斑产生。
白 斑
白 斑
白 斑
失效原因
1.焊接使用过量助焊剂， 未清理干净 2.返修涂抹过量助焊剂 3.助焊剂未及时更换
失效影响：
改善方向：
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
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
光伏组件户外常见失效模式
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。
失效影响
1.电池片与EVA脱层， 组件寿命降低
管控方向：
1.保证焊接效果前提下，减少助焊 剂用量 2.人工返修使用助焊剂及时进行清 理 3.助焊剂按照工艺要求进行更换
光伏组件户外常见失效模式
线盒进水烧毁
失效原因
1.线盒连接器密封性差，进 水腐蚀金属部件 2.线盒汇流条接线不良或焊 接不良，导致发热烧毁 3.二极管击穿，持续电流导 致发热烧毁 4.使用环境超出防护等级规 定，进水腐蚀 5.连接器金属插针接触面积 小 6.连接器连接未到位，虚接