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MWT背接触组件的抗功率衰减优势

2017-9-20 09:19| 发布者: Kristy| 查看: 17245| 评论: 0|来自: 摩尔光伏

摘要:   本文工作采用严谨的对比试验方法,研究了常规多晶组件和MWT背接触多晶组件的性能衰减情况。分别对这两种组件在系统安装前和安装运行一年后的各性能参数(包括开路电压、短路电流、填充因子、最大输出功率等)作 ...


  如图四所示是大家最为关心的组件功率对比。可以看出,经过一年的运行后,常规组件的功率衰减更为明显,每个组件为4.58W(1.79%),而MWT背接触组件的功率衰减显著较小,1.78W(0.69%),即与常规组件相比,MWT背接触组件的发电功率在光伏系统的实际运行一年后,具有更低的衰减(1.1%以上的抗功率衰减优势)。

图四:MWT背接触多晶组件(a)和常规多晶组件的在安装前和使用一年后的功率对比。

  大家知道,在光伏系统正常运行过程中,导致组件功率衰减的因素包括多个方面:硅片里的杂质水平、焊接应力或隐裂、背板的透水性等等。在现有的结构中,这些衰减是不可避免的。因此,本文工作中所观测到的常规多晶组件在运行一年后功率衰减为4.58W(1.79%),属于正常范围。

  但是,MWT多晶组件在运行一年后功率衰减为1.78W(0.69%),即低1.1%的衰减,表现出了更优秀的抗衰减优势。这一抗衰减优势可以通过分析各性能参数的变化很好地加以理解。首先,从上面的测试分析结果中可以看出,两类组件在运行一年后,短路电流均无明显的变化(图二)。但相对于常规组件开路电压的明显降低(图一(b)),MWT背接触组件的开路电压却几乎无变化(图一(a))。而开路电压与电池内的少子复合速率紧密相关,这说明经过一年的运行后,常规组件内的复合中心增加了,导致开路电压降低。能够导致常规组件和MWT背接触组件复合中心差异的只是有无互联条焊接工艺。可以认为正是互联条焊接工艺固有的焊接应力或隐裂的存在并在运行过程不断推进导致了常规开路电压的降低,而MWT组件不存在这一问题。

  其次,从填充因子的测试分析也可以看出(图三),与常规组件的填充因子降低比较明显相比,MWT组件的填充因子只有轻微的降低。这一变化可以理解为:一方面是组件和电池电极金属化后的稳定过程导致的,所以都存在一定程度的有限降低;但另一方面,常规组件的填充因子降低更为明显反映了其还有其它衰减因素的存在,比如表现为焊接区域的松动等。另外,与硅片杂质水平和背板的透水性等相关的衰减,常规组件与MWT组件应无明显差别。最终,常规组件因互联条焊接连接造成的开路电压和填充因子的衰减构成了其功率衰减的主要原因,这就导致了MWT组件的功率衰减远低于常规组件。

  结合到EL测试,对这两类组件的微观形貌做了比较,图五和图六分别为MWT背接触组件和常规组件安装前和运行一年后的EL对比。

图五:MWT背接触多晶组件安装前(a)和使用一年后(b)的EL对比。

图六:常规多晶组件安装前(a)和使用一年后(b)的EL对比。

  可以看出,作为一种常用的观测手段,EL可以分辨比较明显的裂纹,但在微小裂纹的观测方面,显得无能为力。尽管如此,常规多晶组件的EL图像表现出了比MWT背接触组件更为复杂的形貌结构,特别是在互联条边沿区域更为明显。

  总之,尽管还有更多更细致的分析测试工作需要进一步开展,包括更长运行时间后的测试分析、MWT单晶组件的类似工作、结合到发电量的数据以及更为详尽的理论研究,以上事实清楚地说明,经过一年的运行后,MWT背接触多晶组件具有比常规多晶组件更优异的抗衰减特性。可以预期,由于常规组件焊接应力或裂纹的存在,随着运行时间的推移,MWT背接触组件的抗衰减特性将会得到更加明显的体现,对提高系统的发电量和稳定性极具意义。

张凤鸣  南京日托光伏科技有限公司

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