摘要：本文分析研究了晶体硅光伏组件野外应用中主要失效因素，提出在设计制造过程中采取相应的措施，以提高晶体硅光伏组件的可靠性。 0 引言 晶体硅光伏组件随着应用领域的推广，对组件的可靠性提出了更高的要求，在20世纪末就得到了快速的提高，短短十多年的时间内，晶体硅光伏组件的制造商对组件的质量保证从80年代的5年，逐渐提高到25年，见表1。现在，提高光伏组件寿命和可靠性的研究工作一直还在进行，致力于达到30年以上。虽然，要达到这一目标有待于材料特性的改进，但是设计制造过程的因素也是非常重要的。
晶体硅光伏组件的质量可靠性一直是各制造商研究及关注的问题。目前我国生产的晶体硅光伏组件一般采用的标准为 GB/T9535—1998《地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型》，该标准等效采用了国际标准IEC61215“Crystalline silicon terrestrial photovoltaic modules—Design qualification and type approval”。该标准规定了某型号晶体硅光伏组件在设计鉴定中必须通过的一系列试验，如热斑耐久试验、机械载荷试验、雹击试验、热循环试验等等一系列试验，以检验该设计型号组件能否经受相当程度的野外环境应用的考验。 1 组件失效因素分析和设计制造可靠性研究 某设计型号组件即使通过了鉴定试验，但对于25年的质量保证期来说，还远远不够，并不一定能保证长期的可靠性。对于晶体硅光伏组件的长期可靠性研究，英国BP公司对野外应用中的组件进行了各种组件失效因素的观察和统计，见表2。
通过上面的统计数据，可看出腐蚀和电池片及内部互连断裂两项占到了总失效因素的86%。因此，可以想象野外应用的光伏组件应侧重考虑的问题，我们通过对这两个主要失效因素的分析研究，在硅光伏组件的设计和生产时，采取一些相应的措施，以提高硅光伏组件的长期可靠性。首先，我们考虑一下腐蚀的来源因素，它有内部腐蚀和外部腐蚀。内部腐蚀主要与设计及生产工艺清洁度有关，包括设计时选用的封装材料、生产工艺环境的清洁度、以及生产操作过程中意外污染腐蚀性有害物质等等。外部腐蚀主要是包装运输存储过程中意外污染腐蚀性有害物质产生的腐蚀，以及应用场合环境恶劣引起的腐蚀。因此，在设计时封装材料的选用上，我们应尽可能考虑使用无腐蚀的中性的原材料。 目前国内生产厂家在设计生产中普遍使用了助焊剂和玻璃纤维，当然助焊剂的使用有利于焊接的可靠，玻璃纤维的使用便于层压过程中空气的排出，避免气泡的产生。但是，助焊剂的残留物往往成为内部腐蚀的重要来源之一，因此我们建议在生产中尽可能不使用助焊剂或使用挥发残留物尽可能少的助焊剂。玻璃纤维吸水性很强，杂质含量又高，本身就显弱碱性，它的使用也成为内部腐蚀的重要来源之一，易导致组件发黄、变色，国外大的硅光伏组件制造商现在一般都不再使用玻璃纤维，因此我们建议在设计生产中不再使用玻璃纤维，以尽可能减少内部腐蚀的来源。 |
