雙玻組件的制作與質量優勢

高曉清

【摘 要】現在傳統的背板組件里面帶來的90%以上的問題，都是因為背板的問題引起?？梢钥闯鲈陲L沙環境、高溫高濕環境之下，組件容易變黃、打磨或者容易產生PID、蝸牛紋、組件失效、脫落的機率就很高。本文針對雙玻組件的制作過程，為降低隱裂率、延長壽命等高品質光伏電站提供了最好的解決方案。

【關鍵詞】層壓工藝；質量優勢；隱裂率；使用壽命；PID

引言

雙玻光伏組件顧名思義就是指由兩片玻璃和太陽能電池片組成復合層，電池片之間由導線串、并聯匯集到引線端所形成的光伏電池組件。隨著國內外前期投資的光伏電站的陸續并網發電并運行一段時間后，國內外電站的質量問題大規模出現，許多電站爆發出了蝸牛紋、PID衰減等的品質問題。該問題引發了國內外對電站品質的高度關注。由于有機材料的壽命短、耐候性差，光伏組件中的EVA膠膜和背板的質量開始被高度關注。一些國內電站由于使用了劣質的EVA膠膜導致70%的組件發生大規模的蝸牛紋問題，還有的電站在運行一年左右就發現了高達60%的衰減。

這些問題除了野蠻施工外，往往和水汽穿透背板導致劣質EVA樹脂快速降解有密切的關系。EVA樹脂遇水即開始分解，其分解產物含醋酸，醋酸腐蝕光伏電池上的銀柵線、匯流帶等，使組件的發電效率逐年下降。一些近水的光伏發電項目，比如魚光互補、灘涂電站、農業溫室以及早晚露水大的地區的光伏項目很快就成了高危項目。由于目前電站持有方按度電計算投資回報率，所以組件的長期可靠性、耐后性成為光伏組件廠首先需要考慮的。

雙玻組件的優勢為高品質光伏電站提供了最好的解決方案。

一、雙玻組件的技術難點及解決方案

（一）技術難點

1.由于雙玻的特殊結構和材料組合，對現有生產工藝中的一些環節管控更嚴，如在層疊工序，因玻璃厚度減為2.5mm，甚至將來的2mm，玻璃原材料剛性差。對玻璃搬運、翻轉須有設備完成。此外，由于雙玻組件不可能返工，所以必須在生產過程中做好預防、檢查工作，防止組件因存在裂片等不良電池造成組件的報廢。這就對生產管理提出了更高的要求。對于層壓工序，采用傳統的下層加熱層壓機會令層壓時間會延長，令產能和生產效率降低。

2.雙玻組件由于正面和背面都是剛性特性的玻璃，所以在層壓過程中容易出現氣泡、電池片的隱裂和電池串直接的位移。

3.使用白色EVA生產組件，層壓后會出現正面溢白問題。

（二）解決方案

1.加長層壓加壓時間，降低層壓后電池片的隱裂率。

2.降低層壓溫度同時加長抽真空時間，使EVA緩慢反應，避免層壓后氣泡的產生。

3.加長層壓升壓時間，主要是降低層壓機上腔加壓時的沖擊力，而降低組件內部電池的隱裂。

4.篩選后采用延展性和收縮率較小的EVA，有效的避免了溢白和并片等不良的產生。

從理論上講，用玻璃代替背板可使組件各項指標均達到顯著提升。

三、質量優勢

1.有效的避免了傳統組件PID造成的功率大幅度衰減。

傳統邊框組件應用在大中型光伏電站發電時，逆變器沒有做接地保護，導致組件產生負偏壓，特別是在潮濕的環境下，組件又可能形成漏電通路，使玻璃重的鈉離子遷徙而影響組件輸出功率，造成大面積功率損失。

PID形成的必要條件：濕度/水汽； 溫度； 材料電阻率；邊框型材的偏壓。

總結：無邊框設計不會產生負偏壓，無需接地，玻璃代替背板透水率幾乎為零 ，從根本上杜絕PID現象產生。

2.雙玻組件的使用壽命提高到25年以上。

依據產品標準測試條件（STC）測定的峰值輸出功率減掉組件負公差，損耗不超過：第一年損耗為2.5%，此后每年損耗為0.5%，從質保開始日到第30年的功率輸出效率不低于83%。

3.系統電壓由1000V提升到1500V。

經過測試證明，1500V電壓等級下，PID效應風險加大，原有的防PID等級不適用于新的標準，雙玻組件由于正背兩面均為鋼化玻璃，鋼化玻璃的局部放電電壓高于背板的局部放電電壓。

在1500V電壓等級下，電站可降低監造成本，組件組串、線纜、匯流箱的數量都有所降低，電站的系統效率預期可以提升1.5-2%。

4.采用白色EVA的雙玻組件封裝損失可以由使用傳統透明EVA雙玻組件的5%降低到1.5%。

由于正常組件的背板為白色，所以光線照到背板上后反射到鋼化玻璃上再反射到電池片上進行吸收利用，則透明雙玻組件比常規組件封裝損失大；白色雙玻組件使用的是白色高反射的EVA，比白色背板的反射率更大，則封裝損失更小，達到0.44%，遠遠低于技術指標的目標值1.5%。

5.由于采用兩面均為防火等級高的雙玻組件的防火等級由以前的傳統組件C級升至A級。

雙玻組件的正反面均為不易燃燒的鋼化玻璃代替傳統的光伏組件背板，能夠大幅度的降低組件在使用過程中因易燃原因導致的火災情況，雙玻組件可以有更高的安全等級，適合更高的防火等級地區安裝使用。

6.有效的降低了組件生產過程中組件內部電池片隱裂情況，組件成品 A級品率由目前的90%提升至96%。

由于組件兩面均為剛性的鋼化玻璃，組件層壓后在傳輸、作業、或者搬運過程中，兩面玻璃對組件內部電池片進行保護，在后期均為出現隱裂增加情況，提升達到7%，完成目標值的6%。

總結：

[1]雙玻組件由于兩面均為耐候性更強的鋼化玻璃則此類組件可適合于更嚴酷的環境。

[2]高等級的防火等級使組件使用更安全。

[3]雙玻組件的壽命更長，光衰更低，收益更高。

[4] 雙玻組件由于兩面均為鋼化玻璃，則更利于回收材料。

四、結束語

雙玻組件目前有封邊和不封邊兩種設備方案。而比較合理的方案是在雙玻組件的四周加裝丁基膠帶，以隔絕EVA膠膜和水汽、氧氣的接觸。雙玻組件另一個急需回答的問題就是確認風壓對其究竟有多大的影響。由于失去了四邊的鋁框的定型作用，雙層玻璃在風壓下是否可以避免風壓造成對組件的損傷，還需要一定的數據支持。

參考文獻：

[1]光伏組件質量問題分析及安裝質量控制，林超.

[2]太陽能光伏發電實用技術，化學工業出版社，2005.9.

[3] 用于雙玻光伏組件的兩種封裝材料可靠性的實驗室研究，2012.01.

[4]光伏組件加工工藝與質量控制，鄭軍.endprint