“串字形”電池性能的研究分析

（英利能源（中國）有限公司，河北 保定 071051）

摘 要：通過對“串字形”光伏電池在太陽能組件應用的設計理論研究和具體實驗考證，得出該型電池在直接識別電池隱患方面，封裝損失與常規電池持平，成本低等方面存在較大優勢;但在流水線生產和性能驗證方面還存在繼續優化的空間，需要合理優化使用的結論。

關鍵詞：串字形光伏電池;優勢;性能測試

1 研究背景

國內很多光伏太陽能組件供應商為應對日本光伏太陽能電池三柵專利，針對日本市場開發串字形電池，自2009年12月份開始投入，經歷過前后不同的研發改進，本著降低成本的原則國內普遍應用葫蘆串型電池。由于絲網結構變化，為組件的制作過程更加容易的規避開焊等質量問題的提供了支持，但是同時在組件生產過程和組件產品可靠性上也存在一些問題，如果處理不當可能會給客戶帶來一定質量隱患。現將串字形電池采用辯證法對其電性能進行研究。

2 串字形電池優勢分析

2.1 有益于開焊問題檢驗

串字形電池在焊接過程中出現的開焊、虛焊問題，從EL圖（圖1）上來看，現象較為明顯，能夠方便的辨識出來，并有助于防止焊接不良問題流通到下工序。通過串字形的改進，使得過程質量控制中難以解決的開焊、虛焊等問題更易被察覺，為后續減少質量問題和質量損失提供了幫助。

2.2 封裝損失

串字形電池在投入初期，進行封裝損失驗證，實驗電池經過重新分選，在電池與組件測試使用相同設備和測試標準的條件下，對比結果顯示，串字型電池與細連柵電池封裝損失基本持平。這說明該型電池相對于其他電池來說，在理論和實際驗證上發電效果相差無幾，封裝損失基本持平，但在生產成本上具有一定的優勢。

3 串字形電池劣勢分析

3.1 生產問題匯總

（1）電池片劃痕。由于電池片人工分選等操作對電池片產生摩擦，易造成電池片正面細柵劃傷，串字形電池由于其1/3分體結構，原來對于細連柵電池無明顯影響的中間位置劃痕也會在EL中顯示黑斑，如圖2。

如控制不好，電池片劃痕問題會較為普遍，尤其以國內雙次印刷線更為突出。電池片劃痕還會對組件碎片率產生不良影響。

（2）電池片斷柵。與劃痕問題相似，由于電池細柵印虛或斷柵，也會增加中間位置出現斷柵陰影的幾率，且由于斷柵問題常常連續出現多片，無法滿足組件產品對電池片斷柵數量的要求，生產控制難度增大。

由于電池印刷環節細柵線虛印及包裝分選操作不當，引起電池細柵線斷柵，易使雙次印刷電池片及組件在EL檢測時出現單片電池片斷柵較多的問題，造成電池片不合格及組件的返修，若采取增加線寬的措施改善這種狀況，會使制造成本有所增加。

（3）電池片1/3暗片。自從串字型絲網投入生產，各市場先后反饋組件環節EL出現1/3暗片，以低效電池問題更為突出，且從焊接外觀觀察無開焊、虛焊現象，不易斷定問題原因。

通過將問題電池連同焊帶一起拆下，進行激光劃片，每1/3片分別進行IV測試才找到問題原因。問題電池偏暗部分電池效率明顯較低，電池片本身三部分的效率不一致。

3.2 組件可靠性問題

美國PVTL實驗室測試結果。為驗證不同類型電池的電性能及衰減程度，我們進行了如下實驗：在美國實驗室，對不同電池組件進行相同測試項目的試驗，最好觀察衰減情況。

據2014年4月美國PVTL實驗室出具的一份關于不同電池的測試報告顯示，測試項目為：靜載荷+動載荷+TC50+HF10，測試結果：三柵串型電池功率衰減較大。

據2014年9月15日，美國實驗室出具第二份測試報告顯示，針對葫蘆串型絲網與臺灣電池進行對比，測試項目與第一次實驗相同，但報告結果葫蘆串型絲網電池組件功率衰減比臺灣產電池高出2-4倍。

通過對EL圖進行分析，可以看到由于細柵間斷，造成的EL變暗區域明顯增多，從而加重組件功率衰減。

經過對組件進行分析后，確定以上4片電池EL變黑的原因為相連電池片背面連接出現異常，且發現背電極明顯脫落現象。串字形絲網間斷設計無疑加重了組件功率衰減的程度。

4 總結

綜合生產中出現的問題，串字形絲網設計加重了劃痕、斷柵等問題對組件的影響，使生產難度增大，對碎片率等指標產生一定的影響。

從組件可靠性測試結果來看，串字形絲網使老化測試后組件功率衰減程度增大，增加了產品質量風險，使產品可能會存在一定的質量隱患。因此，從技術角度考慮，希望生產可以結合市場需求安排絲網使用，優化串字型電池工藝和質量控制，從而降低產品質量風險。

參考文獻：

[1]胡子琦.晶體硅太陽能電池絲網印刷工藝研究[D].2013（06）.

[2]劉冬.太能能電池片絲網印刷系統的研發[D].

[3]網印工業[M].太陽能電池的絲網印刷技術，2008（08）.