光伏組件在生產(chǎn)過程中,偶爾會在電池片的表面出現(xiàn)白色線條,導(dǎo)致整個組件降級。有些白色線條,如光伏電池片、玻璃在層壓前的機(jī)械性損傷,會造成諸如電池片劃傷(圖1)、玻璃劃傷(圖2)和玻璃磨損(圖3)等白色線條。這類線條通過肉眼容易辨別,并且在組件層壓前就可以被發(fā)現(xiàn),因此生產(chǎn)過程中防范也比較容易。而另一種白色線條并非機(jī)械損傷造成,外觀形式閃電,往往在末端還會開叉、分支(圖4)。其在層壓前沒有任何的朕兆,只有在層壓后才會被發(fā)現(xiàn)。而且往往換了一批EVA膠膜后,該現(xiàn)象就不再出現(xiàn),所以組件廠一般會把這個問題歸咎于EVA膠膜工廠的生產(chǎn)質(zhì)量問題。而EVA膠膜廠因為配方、生產(chǎn)工藝沒有任何更改,所以也無從防范該現(xiàn)象的再次發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)組件發(fā)生類似質(zhì)量問題時,組件廠往往要求EVA膠膜廠收購出現(xiàn)白線的組件來解決,但實際的原因雙方并沒有查清。
圖1電池片劃傷
圖2玻璃劃傷
圖3玻璃磨損
圖4靜電紋
國外有些公司把此現(xiàn)象稱為靜電紋,但是否真是靜電造成,未見國內(nèi)有企業(yè)實際模擬白色線條的發(fā)生過程。眾所周知,EVA樹脂是電的不良導(dǎo)體,由于其優(yōu)秀的絕緣性能,被大量的用于電線電纜的絕緣。同時又由于高VA含量的EVA透明度高,使其能夠大量的被用于太陽能光伏組件的封裝。通過近幾年技術(shù)的不斷升級,EVA膠膜的體積電阻率從早期的1013歐姆厘米逐漸提升到了目前的1014到1015歐姆厘米。EVA膠膜的體積電阻率其是與白線有關(guān)?白色線條往往出現(xiàn)于夏季,其是否和空氣的濕度有關(guān)?
白色線條發(fā)生機(jī)理分析和防范
EVA膠膜是電的絕緣體,其和任何絕緣體摩擦后會產(chǎn)生靜電。靜電的電壓可以達(dá)到很高,在積累到一定的程度后,其會以電弧形式直接釋放電荷。靜電的釋放會在EVA膠膜中瞬間產(chǎn)生短路而導(dǎo)致了瞬間的高溫,而高溫正是EVA膠膜交聯(lián)的誘因。因其在很微小的范圍內(nèi)可能達(dá)到很高的溫度而導(dǎo)致EVA膠膜中的過氧化物劇烈反應(yīng)留下痕跡,或者是EVA樹脂被電荷擊穿導(dǎo)致類似電纜絕緣層被擊穿后留下的樹枝狀痕跡。其既可能是在非常微小范圍內(nèi)發(fā)生的劇烈交聯(lián),其也可能是過氧化物直接分解,其也可能是EVA樹脂被擊穿后留下了擊穿的痕跡。總之,該痕跡在組件層壓EVA樹脂經(jīng)過融化而變成全透明后,在藍(lán)色或者黑色的電池片上非常明顯的顯現(xiàn)出來。這種白色線條明顯的特征是形狀類似于閃電、有分叉,大小不一。
要避免EVA膠膜中白色線條的出現(xiàn),就要盡量避免EVA膠膜表面靜電的積累。而EVA膠膜在生產(chǎn)和使用中均會與其它絕緣體接觸而產(chǎn)生靜電。
EVA膠膜在生產(chǎn)過程中有兩種收卷方式,摩擦收卷和中心收卷。摩擦收卷使用一個橡膠輥與EVA膠膜同步把EVA膠膜送到紙管芯上。由于橡膠輥是帶電機(jī)的主動輥,所以EVA膠膜和橡膠輥是同步的,所以盡管該收卷方式的名稱中有“摩擦”兩個字,實際上EVA膠膜和橡膠輥之間的摩擦并不嚴(yán)重。另外由于該種收卷方式得到的膠膜收卷比較松,所以已收好的EVA膠膜層與層之間的摩擦也非常少。另一種收卷方式是中心收卷,其使用一個金屬輥芯旋轉(zhuǎn)收卷。中心收卷的旋轉(zhuǎn)動力來自于金屬輥芯,所以EVA膠膜容易越收越緊,EVA膠膜層與層之間發(fā)生摩擦而累計靜電電荷。有些中心收卷的設(shè)備在金屬輥芯前有一個橡膠的展平輥,該輥為被動輥,完全依靠EVA膠膜帶動,此處是一個比較容易產(chǎn)生靜電的部位。以上兩種方式,從原理上講,中心收卷更容易產(chǎn)生靜電。
在EVA膠膜的裁切過程中,EVA膠膜也容易積累靜電。如果裁切過程中使用了橡膠輥作為過渡的被動輥,其會大量的在EVA膠膜表面產(chǎn)生電荷積累。同時如果裁切機(jī)的平臺使用玻璃,此位置也是一個容易電荷積累的場合。一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動裁膜機(jī)由于采用了數(shù)量不少的橡膠輥作為展平、過渡等目的,其比結(jié)構(gòu)簡單的裁膜機(jī)更容易在EVA膠膜上引起靜電荷的積累。從原理上講,使用人工裁切的裁膜平臺由于沒有或者很少有被動轉(zhuǎn)動的橡膠過渡輥,其與自動裁切設(shè)備比較不容易產(chǎn)生靜電電荷積累。
避免在EVA膠膜生產(chǎn)和裁切中靜電電荷的積累是防范白色線條出現(xiàn)的有效方法之一,通過對生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)和防止EVA膠膜層與層之間的摩擦可以有效防止白色線條的出現(xiàn),同時組件廠在EVA膠膜的裁切過程中也應(yīng)有效的避免膠膜和其它絕緣部件的摩擦。
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