薄膜太阳电池的质量性能测量与要求

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：薄膜太阳电池长期暴露在自然环境中，受到气象、环境及机械因素的影响。在这种种因素的影响下，要求可靠地、稳定地工作25年，因此对薄膜太阳电池的制造有一系列苛刻的要求。恒定湿热贮存测试工艺：将地面用薄膜太阳电池在相对湿度为90％～95％，温度为℃的湿热环境下存放4天。

薄膜太阳电池长期暴露在自然环境中，受到气象、环境及机械因素的影响。其气象因素有阳光辐射、温差、雨、雪、霜、冰雹、风、砂石等，其环境因素有空气中的化学污染、灰尘、鸟粪等，其机械因素有在存放、运输、安装、使用过程中受到的碰撞、振动、摩擦等。在这种种因素的影响下，要求可靠地、稳定地工作25年，因此对薄膜太阳电池的制造有一系列苛刻的要求。出厂前要进行一系列测试试验，主要有热循环、湿度-冰冻、冰雹冲击、绝缘耐压、浸盐、风载、扭转、长时间热处理、温度交变、高温贮存、低温贮存、恒定湿热贮存、振动冲击、阳光辐照、扭弯试验等。

在测试之前，所有的组件，包括控制件，都必须在开路状态下经过5～5.5kW／m²的8h的太阳光照射。在标准测试条件下，组件的最大输出功率衰减在每个单项测试后不超过规定的极限，每一组试验程序后不超过规定值的8％。

（1）热循环热循环主要是测试组件接触和层压的膨胀与收缩。测试工艺：

1）测试温度从25℃降至－40℃，在－40℃保持30min。

2）测试温度从－40℃升至90℃，在90℃保持30min。

3）测试温度从90℃降至25℃。

测试温度变化率≤120℃／h，每一个循环周期＜6h，共进行200次循环。

（2）湿度-冰冻湿度-冰冻主要是测试组件侵入潮气，导致层压塑料的腐蚀和损坏等。测试工艺：

1）测试温度从25℃升至85℃，在85℃保持20h。

2）测试温度从85℃降至－40℃，在－40℃保持30min。

3）测试温度从－40℃升至25℃。

4）测试温度为85℃时，空气相对湿度为85％±2.5％。在测试期间，室内空气或测试箱空气与外界空气隔绝，以使得水蒸气可以冷凝在电池板上，增大冰冻效果。

测试温度变化率≤120℃／h，每一个循环周期＜24h，共进行10次循环。

（3）冰雹冲击冰雹冲击主要是测试组件能否经受冰雹冲击。冰球从冰球发射机射出，击打在组件前玻璃上，以及两块玻璃的相互连接处。测试器件和要求：

1）冰箱：（－10±5）℃。

2）冰球：直径为25（1±5％）mm，质量为7.53（1±5％）g。

3）速度：23（1±5％）m／s。

4）天平的准确度±2％，速度测试仪表的准确度±2％。

（4）绝缘耐压绝缘耐压主要测试可接触的导电部位、活动部位和暴露的不导电表面间的绝缘性和间距，能承受两倍于系统电压加上1000V的直流电压。测试工艺：

1）额定电压≤30V的组件，施加500V电压。

2）组件面积＞0.1m²时，绝缘电阻≥40MΩ；组件面积＜0.1m²时绝缘电阻≥400MΩ。

3）电压以稳定均匀的速率在5s的时间内逐步升到试验电压，并维持该电压直至有泄漏电流，稳定的时间至少为1min。

4）测试要在三个无相关的样品中进行。这些样品事先要进行过喷淋、热循环、温度-冰冻等试验。当测试的是暴露的绝缘部位时，这一部位应覆上一层导电的金属薄片。

（5）浸盐浸盐主要测试组件在海蚀情况下是否会出现腐蚀和电性能下降。测试工艺：

配制质量比为5％的盐水溶液（普通盐及蒸馏水），溶液的pH值在6.5～7.2之间，35℃时的密度为1.026～1.040，整个测试过程室内温度保持在33～36℃，置入盐水中3天。

（6）风载风载主要测试在风力情况下组件是否会出现松动或电池损坏。测试工艺：组件安装在支架上经受2400Pa，相当于200km／h（55.6m／s）的风，进行10000次循环。

（7）扭转扭转主要测试电池是否损坏和电接触损失。测试工艺：组件固定三个角，第四个角抬起约1″，暴露在2400Pa风力下。

（8）长时间热处理长时间热处理主要测试湿气能否进入。测试工艺：组件在相对湿度90％和90℃环境中保持5天。

（9）温度交变温度交变主要测试玻璃板的性能。从高温到低温反复交替变化称为温度交变。测试工艺：温度交变范围为（－40～35）℃±2℃，钢化玻璃做前面板的组件交变200次，超白低铁玻璃做前面板的组件交变50次。

（10）高温贮存测试工艺：将地面用薄膜太阳电池在（85±2）℃的高温环境下存放16h。

（11）低温贮存测试工艺：将地面用薄膜太阳电池在（－40±3）℃的低温环境下存放16h。

（12）恒定湿热贮存测试工艺：将地面用薄膜太阳电池在相对湿度为90％～95％，温度为（40±2）℃的湿热环境下存放4天。试验结束要检查外观、测试电性能及绝缘电阻。

（13）振动冲击振动冲击主要测试耐受运输能力。测试工艺：将薄膜太阳电池良好包装。

测试条件：

1）振动频率：10～15Hz。

2）振幅：0.35mm。

3）振动时间：法向、切向各20min。

4）冲击波形：半正弦、梯形、后峰锯齿，各持续11s。

5）冲击的峰值加速度：150m／s²。

6）冲击循环次数：法向、切向各3次。

（14）阳光辐照阳光辐照主要测试功率下降程度。测试工艺：

1）在辐照试验箱中进行。

2）太阳模拟器垂直照射组件，辐照度为（1120±10）W，并具有地面阳光光谱分布。

3）一周期为24h小时，其中光照20h，温度为55℃，停照4h，温度为25℃。持续进行18个月。

4）最大功率下降应＜10％。

（15）扭弯试验测试工艺：

1）室温在15～35℃，将薄膜太阳电池组件三个角固定，另一个角安装在扭弯测试仪上，使组件的一外短边扭转1.2°。

2）试验完毕，检查外观及电性能。

薄膜太阳电池的质量性能测量与要求

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