光伏組件的穩(wěn)定性及使用過(guò)程中的功率衰減問(wèn)題值得關(guān)注。一定比例的組件在制備者使用過(guò)程中，由于各種因素導(dǎo)致不良，如電池片混檔、電池片隱裂、電池片漏電流過(guò)大等；這些不良在組件制備初期引起的功率損失并不明顯，隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)，組件功率衰減愈加明顯，且衰減比例大于正常電池片制備的組件[1]。本文重點(diǎn)研究不良電池片對(duì)組件功率衰減的影響。
 

　　1.1電池片準(zhǔn)備

　　電池片制備及選擇：采用常規(guī)量產(chǎn)的多晶硅片，尺寸為156mm×156mm，硅片電阻率為0.5～1.0Ω.cm。采用多晶濕法酸制絨，具體工藝流程如圖1所示。測(cè)試工序設(shè)定特殊程序，將參數(shù)異常電池片單獨(dú)進(jìn)行分選。電池片分選完成后利用哲為SA-150EL測(cè)試儀進(jìn)行反向EL加壓測(cè)試，挑選不良電池片，本文選取不良電池片特點(diǎn)分別為：點(diǎn)漏電、面漏電、邊漏電、斷柵、效率混檔。

　　1.2電池片測(cè)試
 

　　根據(jù)常見(jiàn)電池片類(lèi)型，試驗(yàn)中準(zhǔn)備點(diǎn)漏電、面漏電、邊漏電、斷柵、效率混檔5種不良電池片。不良電池片EL圖如圖2所示，其中圖2a～2c為反向加電壓EL圖，圖中發(fā)亮點(diǎn)或區(qū)域即為漏電點(diǎn)或面，圖2d為正向EL圖，根據(jù)EL電致發(fā)光原理，斷柵區(qū)域呈暗線。

　　點(diǎn)漏電一般為制備過(guò)程中點(diǎn)狀沾污或點(diǎn)狀p-n結(jié)磨損導(dǎo)致；面漏電為連續(xù)的沾污或p-n結(jié)磨損造成；邊漏電常為硅片邊緣p-n結(jié)刻蝕不良導(dǎo)致；斷柵即副柵斷續(xù)，常為印刷參數(shù)不合理、網(wǎng)版異常或漿料異常等導(dǎo)致；效率混檔多為人為操作失誤導(dǎo)致。
 

　　在光生載流子收集的過(guò)程中，其在電池片內(nèi)部通過(guò)漏電路徑被消耗，降低了電池片的短路電流Isc及轉(zhuǎn)換效率。電池片副柵的作用是將電池片表面產(chǎn)生的光生載流子，收集并匯聚于主柵，當(dāng)副柵發(fā)生斷柵時(shí)將不能有效收集載流子進(jìn)而降低電池片的短路電流Isc，并由于副柵的不連續(xù)而增加了串聯(lián)電阻，導(dǎo)致電池片轉(zhuǎn)換效率降低。
 

　　1.3組件樣品制備
 

　　選取點(diǎn)漏電(1#)、邊漏電(2#)、面漏電(3#)、斷柵(4#)、混檔(5#)的電池片進(jìn)行組件制備。電池片規(guī)格均為156mm×156mm；組件采用手工焊接，焊接溫度為350℃，焊臺(tái)溫度為50℃，每根主柵的焊接時(shí)間為2～4s；組件規(guī)格為10片×6串電池片，匯流條、玻璃、EVA、背板等均為行業(yè)在用量產(chǎn)物料。使用PASON測(cè)試儀進(jìn)行組件功率及EL測(cè)試。組件制備工藝流程如圖3所示。

　　對(duì)以上成品組件進(jìn)行初始功率及EL測(cè)試后，進(jìn)行短接，置于暴曬場(chǎng)進(jìn)行衰減測(cè)試，根據(jù)暴曬時(shí)間進(jìn)行周期電性能及EL測(cè)試，并進(jìn)行外觀檢查。
 

　　3.1組件測(cè)試

　　制備的6塊組件樣品中，5#混檔電池片的效率檔位極差為0.3%，由于混檔電池片之間短路電流存在一定差異，EL測(cè)試下會(huì)顯示明暗不同，但由于組件內(nèi)部電池片呈串聯(lián)狀態(tài)，所以組件工作時(shí)以低電流的電池片的短路電流為組件電流；6#組件為正常電池片制備的暴曬參考組件，與上述組件置于相同暴曬環(huán)境并同期進(jìn)行測(cè)試。

　　6塊樣品組件功率如表1所示，樣品組件初始功率均在260W以上，各項(xiàng)參數(shù)未有明顯異常。圖4為4#、5#組件的初始測(cè)試EL圖，可以看出，發(fā)生斷柵的電池片柵線正向EL顯示為黑線；混檔的組件樣品中，效率高的電池片正向EL顯示較亮。

　　3.2衰減結(jié)果
 

　　6塊樣品置于暴曬場(chǎng)，至少每個(gè)月進(jìn)行一次清洗測(cè)試；測(cè)試均使用相同測(cè)試儀、相同校準(zhǔn)板。近8個(gè)月的組件衰減結(jié)果如圖5所示(測(cè)試周期為ΔP)。從圖5可得出以下衰減趨勢(shì)及特征：

　　1)1#～3#漏電組件中，2#邊漏電組件功率衰減最大，其次是3#面漏電組件及1#點(diǎn)漏電組件；

　　2)所用樣品中，衰減最大的是混檔組件，約為3.0%；斷柵組件衰減較小；

　　3)缺陷電池片組件衰減均大于正常電池片組件。

　　3.3結(jié)果討論

　　3.3.1漏電組件衰減

　　1#～3#漏電組件中，2#邊漏電組件功率衰減最大，其次是3#面漏電組件及1#點(diǎn)漏電組件。邊漏電組件EL(如圖2a所示)顯示電池片邊緣呈連續(xù)性漏電，此類(lèi)電池片在組件工作時(shí)會(huì)在邊緣處引起連續(xù)性反向漏電，相當(dāng)于將一部分電能通過(guò)漏電路徑消耗；同時(shí)由于反向漏電路徑電阻較大，會(huì)在漏電區(qū)域引起發(fā)熱，持續(xù)發(fā)熱導(dǎo)致熱量累積致使組件出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象，同時(shí)組件功率衰減較大[1]。

　　此外，點(diǎn)漏電組件功率衰減比例最低。點(diǎn)漏電電池片反向EL顯示(如圖2b所示)，個(gè)別點(diǎn)有漏電，由于這些漏電點(diǎn)造成的電池片分流路徑較分散，漏電流相對(duì)較小，在組件長(zhǎng)期的使用中并未對(duì)組件功率造成較明顯影響。

　　3.3.2混檔組件衰減最大

　　所用樣品中，混檔組件衰減最大。混檔組件及電池片之間存在失諧，電池片短路電流、轉(zhuǎn)換效率等均差異較大。而失諧電池片進(jìn)行串聯(lián)后組件的總輸出電流為電流最小的一片電池片的電流，總電壓為各片電池片的電壓之和。所以在失諧的情況下，組件的初始功率損失較大。進(jìn)行暴曬過(guò)程中組件進(jìn)行短接，組件內(nèi)部形成回路，高電流電池片由于部分載流子無(wú)法在組件中進(jìn)行大循環(huán)，進(jìn)而在電池片內(nèi)部通過(guò)部分漏電路徑等進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)，以發(fā)熱等形式進(jìn)行功率消耗，進(jìn)而引起組件功率損失過(guò)大[2,3]。
 

　　本文分析同期暴曬的不同類(lèi)型漏電組件、斷柵組件及混檔組件，結(jié)果顯示，混檔組件衰減最大，暴曬8個(gè)月衰減約為3.0%，已超出行業(yè)質(zhì)保標(biāo)準(zhǔn)(6個(gè)月內(nèi)組件功率衰減小于2.5%)。所以在常規(guī)組件生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格避免電池片混檔，對(duì)漏電異常電池片及時(shí)分類(lèi)處理，避免流入正常組件制備環(huán)節(jié)。