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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。

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。

框架胶粘剂
玻璃涂层
前面的封装剂
背部封装剂
细胞,细胞互连,通量
背板
接线盒,连接器,Pottant,胶粘剂

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
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主要收获
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1.3% median degradation. 1.5% average degradation.

DH results showed a notable improvement, with 72% of BOMs exhibiting less than 2% degradation versus only 50% in the 2022 Scorecard.

1.0% median degradation for glass//glass versus 1.9% for glass//backsheet.

Further, in all three cases when manufacturers submitted glass//backsheet and glass//glass BOMs with identical cells, the glass//backsheet degradation was greater than glass//glass, and in one case it was almost four times higher.

Average degradation was 1.2 to 1.7% across CdTe, HJT, PERC and TOPCon.

No technology-specific outliers were seen in DH results. Additionally, none of the Top Performers listed required BO stabilization, compared with 70% and 23% in the 2021 and 2022 Scorecards, respectively. This was largely due to the evolution to gallium-doped PERC and n-type technologies.

DH-related power loss failures drop to zero.

The 2022 Scorecard reported 4% of BOMs having a DH-related power loss failure. That dropped to 0% this year. Meanwhile four manufacturers had DH-related failures ranging from connector issues to insufficient insulation resistance.

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

湿热退化

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。

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表演者

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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)。

<strong>DH2000 - 玻璃//玻璃</strong>

玻璃//玻璃BOM后DH2000,具有原始的EL图像和1.5%的功率损耗。

<strong>DH2000 - 玻璃//背板</strong>

玻璃//背板BOM在DH2000之后,组件经历了>7%的功率损失,在电池的周边和一些母线上可以清楚地看到腐蚀的痕迹。

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