PVEL的湿热(DH)测试模拟了在高温和高湿条件下典型的长期退化和故障模式,在这种情况下,水分和热量会削弱将光伏组件结合在一起的材料。 当这些材料的粘性因低质量的部件和/或不合格的层压工艺而减弱时,水分会进入层压板并腐蚀内部材料。 其结果是潜在的性能损失和安全问题。
湿热
为什么湿热测试很重要
台湾一个1.1兆瓦的屋顶站点的业主,在2016年投入使用,在运行五年后与他们的其他站点相比,开始注意到性能不佳。 Kiwa集团的成员Extel能源公司被指定检查该地点。 他们的目视检查发现,这些模块在电池周围的金属化有明显的腐蚀,同时在微裂缝位置有 “蜗牛的足迹”。 很明显,水分通过背板和封装剂进入,造成电池表面的腐蚀。 100%的模块都受到了影响。
根据PVEL技术运营副总裁Todd Karin博士对光伏气候区的研究,台湾的特定湿度等级为H7¹。 预计这种类型的细胞腐蚀在这些高湿度地区会发生得更快、更普遍。
在PVEL的湿热测试结果中已经观察到类似的电池腐蚀,但在较短的1000小时IEC61215测试后,可能就不明显了。 随着更多的太阳能容量被部署在热带之间的高热和高湿地区,PQP的扩展湿热测试变得非常重要,以避免现场故障。
资料来源:(1) Karin, T., Birk Jones, C., Jain, A. 光伏气候区:影响光伏退化的气候压力因素的全球分布。 eupvsec(2019年)。 查看
细胞周围的浅色是腐蚀的视觉证据。
场地所有者安排了一个模块的样本被送去做EL成像,在那里,电池周边的腐蚀迹象更加明显。
根据光伏气候区分类系统,全球的特定湿度区。
评估的材料
这些材料都发挥着保护光伏组件不受环境因素影响的作用,并确保所有组件牢牢地粘合在一起,抗腐蚀:
- 细胞
- 封装剂
- 玻璃涂层
- 接线盒
- 小区互连
- 连接器
- 背板
- 波坦的接线盒
- 接线盒胶粘剂
- 通量
- 框架胶粘剂
1.3% median degradation. 1.5% average degradation.
1.0% median degradation for glass//glass versus 1.9% for glass//backsheet.
Average degradation was 1.2 to 1.7% across CdTe, HJT, PERC and TOPCon.
DH-related power loss failures drop to zero.
测试程序
DH将模块置于一个环境室中恒定的85°C和85%的相对湿度下,两个时期各1000小时。 该测试是IEC认证所需时间的两倍,以确定更多的模块故障模式,即高热和强湿的组合对光伏模块层的压力。
高温和无电流的环境会导致光伏电池的硼-氧(BO)复合物不稳定。 这导致了一些掺硼PERC电池的功率损失,这在现场可能不会发生。 为了扭转这种影响,PVEL在DH测试序列的最后进行BO稳定过程。 这一稳定步骤有助于将BO引起的功率损失与传统的DH引起的功率损失区分开来,但对于非掺硼电池,如掺镓、n型或CdTe薄膜,则不太在意。
各类模型的功率衰减情况
显示的结果中,属于BO后稳定的百分比:2018年的19%,2019年的46%,2022年的95%,2021年的86%。 所有2022年的结果都是DH2000之后(BO稳定之前),这是DH测试的阶段,用于确定2023年记分卡的最佳表现者。 一些具有>10%退化的离群值没有显示。
DH测试结果聚焦
PVEL测试了由同一组件制造商生产的两个BOM,它们使用相同的电池和相同的前部封装材料。 一个是玻璃//玻璃,另一个是玻璃//背板。 玻璃//玻璃BOM在湿热测试中表现最佳,但玻璃//背板BOM在同一测试后有>7%的功率损失。 背板显然允许水分进入层压板,导致细胞腐蚀。(EL图像已被裁剪,以保持匿名性)。