晶硅太阳能电池组件—背板材料产品技术原材料测试方法及质量问题修订稿
太阳能电池用晶体硅标准现状分析
太阳能电池用晶体硅标准现状分析学术研讨王丽华韩舂蕾^张婷卜延青(连云港市质量技术综合检验检测中心）摘要：本文通过介绍太阳能电池用晶体硅现行各级标准整体现状，着重分析了现行太阳能电池用晶体硅产品标准及 检测方法标准中存在的问题，并提出改善建议，对了解行业质量状况及合理制修订标准具有指导意义关键词：太阳能电池，少数栽流子寿命，晶体完整性，晶体缺陷密度，标准DOI编码：1〇.3969/j.iss n.1002-5944.2022.11.009Analysis of Current Status of Standards for Crystalline Silicon Used inSolar CellsWANG Li-hua HAN Chun-lei* ZHANG Ting 巳U Yan-qing(Lianyungang Comprehensive Inspection and Testing Center of Quality and Technology) Abstract：In th is p a p er, th e c u rre n t sta tu s o f th e s ta n d a rd s fo r c ry s ta llin e silic o n u se d in so la r cells is in tro d u c e d, an d the e x is tin g p ro b lem s in th e se s ta n d a rd s a n d sta n d a rd s fo r te s tin g m e th o d s a re e m p h a tic a lly a n a ly z e d, an d su g g e stio n s for im p ro v e m e n t a re p u t fo rw a rd, w h ich c an help u n d e rsta n d th e q u a lity sta tu s o f th e in d u stry an d d ev elo p an d rev ise relev an t sta n d a rd s re a so n a b ly in th e fu tu re.Keywords：so la r c ells, m in o rity c a rrie r life tim e, c ry sta llo g ra p h ic p e rfe c tio n o f silic o n, c ry sta l d efect d en sity, sta n d a rd s1引言光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能 转换成电能的发电系统。
太阳电池组件标准与质量检测
热循环、湿冻、湿热步入式试验箱
热循环、湿冻、湿热步入式试验箱
湿热试验（环境试验）
湿热试验（环境试验）
EVA材料变黄
接线盒与背板脱离
湿热试验后组件背板分层
湿热试验（环境试验）
湿热试验后焊带发黄
合格
不合格
湿热试验（环境试验）
湿热试验后， 金属件被氧 化，产生大量 的白色粉末
接线盒常见缺陷－湿热氧化
引出端强度试验（机械性能试验）
热斑耐久试验（热学试验）
目的：评价组件承受由于裂纹、电池失配、连接失效、局部遮光所 引起的局部过热的能力
热斑的后果： 1.组件烧焦、烧毁，甚至引起火灾 2.即使有旁路二极管的分流，也会引起组件输出功率的下降 IEC61215-2005的方法一直有争议：不能真正找到组件的热斑。 目前，很多实验室已采用IEC61215第三版（为发布）的方法。 热斑耐久试验不合格率No.4（8%）
目的：确定引出端及其与组件的连接是否能承受正常安装和操作过 程中所受的力
引出端强度试验机
机械载荷试验（机械性能试验）
目的：确定组件承受大风、积雪、结冰等载荷的能力 试验要求： 1.组件的安装应与实际使用情况一致 2.对组件表面施加载荷应平缓、均匀 3.试验过程中，组件通入小电流（<0.5%·Isc），以监测电路连续性 机械载荷试验安排在湿热试验之后，容易造成试验不能通过。不合格 率No.6（6%）
机械载荷试验后电池与边框脱离
机械载荷试验后组件脆裂
冰雹试验（机械性能试验）
目的：验证组件经受住冰雹撞击的能力 试验要求：大多采用25mm/7.35g的冰球 冰雹试验的不合格率极低
不合格率
主要内容
标准的总体介绍 主要测试项目及产品质量分析 LED中心的光伏产品检测能力
光伏组件原材料EVA质量检验标准
光伏组件原材料EVA质量检验标准一、适用范围:本标准规定了晶体硅太阳电池组件用EVA的检验要求。
二、内容:1 检验要求1.1.尺寸要求对于EVA的宽幅，要求其宽幅大于标称值，也就是其宽幅要求在正公差。
EVA膜厚度下公差为－0.025mm、上公差为0.05mm。
1.2.剥离强度要求与TPT、钢化玻璃粘结特性好，层压固化后不能脱壳，剥离强度大于20N/cm。
1.3.透光率要求要求在380nm~1100nm波长范围内光的透过率大于等于90％。
1.4.交联度要求要求通过工艺调整，EVA的交联度65-85％。
1.5.特性参数（参考）2.检验方法2.1. 尺寸检验：用最小刻度为1mm的钢直尺或钢圈尺进行测量。
2.2. EVA厚度使用GB/T1216所规定的千分尺或与此同等精度的器具测量，测量时可由两直径约为10cm的金属平圆片辅助，测量结果的算术平均数即为厚度值。
并以毫米为单位修约到小数点后两位。
2.3.剥离强度检验2.3.1.取长度约为30cm，宽度约为15cm的钢化玻璃一块2.3.2.在其上层叠同样大小的EVA和TPT；2.3.3.对其进行层压固化处理后，将固化件用小刀进行裁割，将其割为1cm*30cm的小条；2.3.4.取其中的几条，分别手工将TPT与EVA分离，玻璃和EVA分离2cm左右的一段，并在其上抠洞，套在弹簧拉力计上；2.3.5.使用弹簧拉力计贴着拉离方向进行拉伸，记录其测量数据；2.3.6.剥离实验采用的抽样方案为每批原材料进货时进行一次；2.4.交联度测试2.4.1.剪取80mm×40mm的200目不锈钢网版，对折成40mm的正方形，两侧折进10mm后固定，制作为顶端开口的小袋，称出重量为W12.4.2.将试样放入不锈钢网袋，称出重量W2，封住袋口做成试样包，称出重量为W3，一般情况下W2=W3；2.4.3.试样包用细铁丝捆扎后浸泡在装有球形冷凝管的烧杯中，以二甲苯为溶剂（烧杯中装1/2溶剂），二甲苯溶液温度为140℃，上公差为0℃，下公差为－5℃。
晶硅组件制程检验规范
质量管理部晶硅组件制程检验规范编制：审核：批准：发布日期：实施日期：晶硅组件制程检验规范A/01 目的1.1 通过对生产产品的检验，确保生产线处于受控状态，同时确认生产产品的外观及性能是否符合要求，以便快速准确的反映生产中出现的不符合项，预防品质问题的发生。
2 适用范围2.1 使用于公司晶硅组件生产过程中的半成品。
3 职责3.1 质量管理部负责本规范的制订及维护，并协助处理生产异常问题。
3.2 制程巡检员负责按本规范进行检查，并填写《制程巡检报表》。
3.3 生产部及其他相关部门负责接收制程巡检员发现的问题并做出相应改善措施，预防问题再发生。
4 工作内容4.1 制程巡检员在巡检时按照4.2要求进行抽检，采用目测或采用其它辅助工具（钢直尺、测温仪、）进行检验。
4.2 检验项目及判定标准晶硅组件制程检验规范A/0晶硅组件制程检验规范A/04.2 详细作业内容4.2.1 巡检员需在每班开线时依据《晶硅组件制程检验规范》、生产部各工站作业指导书对生产之产品进行首件确认，以确保生产线和产品符合要求。
若有更换新材料、设备维修、新工艺调试以及停线超过两小时以上等重大变异情况下，需重新确认首件是否满足工艺要求，满足后方可进行量产。
生产之后依4.1规定的巡检频次及抽检样本数进行巡检，并将每一次的检验结果记录于《晶硅组件制程巡检报表》。
4.2.2 巡检员在根据《晶硅组件制程检验规范》、生产部各工站作业指导书进行巡检的过程中，如发现任何不符合项，立即要求责任单位改善，并将情况记录于《晶硅组件制程巡检报表》，如发生同种不良品超过3%时，应立即开具《品质异常处理单》通知责任部门改善，同时通知质检班长或品管科科长，并监督责任部门的改善过程，临时对策或长期对策实施前，该站作业不能进行。
4.2.3 针对特采原材料投入，制程巡检员应予以跟踪并做好相关记录，若有异常应及时反馈上级，并将异常情况记录于巡检报表中，以便查验追溯。
4.2.4 生产部对策实施后，巡检员应针对改善项进行确认，确认结果满足要求后，予以结案处理，如改善不符合要求，则要求责任部门继续改善。
地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型
地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型摘要地面用晶体硅光伏组件是一种广泛应用于太阳能光伏发电系统中的重要组成部分。
本文主要介绍了地面用晶体硅光伏组件的设计、鉴定和定型的相关内容。
首先介绍了光伏组件的基本结构和工作原理，然后详细讨论了地面用晶体硅光伏组件的设计原则和注意事项。
接下来，介绍了光伏组件的鉴定方法和标准，包括性能参数测试、质量控制和可靠性评估。
最后，介绍了光伏组件的定型方法和流程，包括组件的封装、安装和接线等方面的技术要点。
希望通过本文的介绍，可以帮助读者对地面用晶体硅光伏组件的设计、鉴定和定型有一个全面的了解。
1. 引言地面用晶体硅光伏组件是太阳能光伏发电系统中的核心组件之一，其性能的优劣直接影响着整个光伏系统的发电效率和经济效益。
因此，地面用晶体硅光伏组件的设计、鉴定和定型显得尤为重要。
2. 光伏组件的基本结构和工作原理地面用晶体硅光伏组件由若干个光伏电池组成，电池之间通过连线和电连接件连接起来。
光伏电池常采用晶体硅材料，通过光照产生电能。
光伏组件的基本结构主要包括玻璃罩、背板、边框以及密封胶等组件。
工作原理是当太阳光照射到光伏电池上时，光子的能量被电池中的材料吸收，产生电子和空穴，从而形成光生电效应。
3. 地面用晶体硅光伏组件的设计原则和注意事项在设计地面用晶体硅光伏组件时，需要考虑以下几个主要原则和注意事项：3.1 光电转化效率地面用晶体硅光伏组件的设计目标是尽可能提高光电转化效率，以提高发电能力。
通过优化光伏电池的结构和材料，提高光伏组件的光吸收能力和电子收集效率，可以有效提高光电转化效率。
3.2 结构设计地面用晶体硅光伏组件的结构设计需要考虑组件的机械强度和稳定性。
合理选择玻璃罩、背板和边框的材料和结构，可以保证组件在户外环境下的长期稳定运行。
3.3 温度控制地面用晶体硅光伏组件在工作过程中会产生一定的热量，在高温条件下，组件的发电效率会下降。
因此，需要合理设计散热系统，控制组件的工作温度。
太阳能电池组件原材料检验标准 -
电池组件的主要原材料
用作光伏组件封装材料的钢化玻璃，对以下几点性能有较高的要求
a). 抗机械冲击强度
b). 表面透光性 c). 弯曲度 d). 外观
电池组件的主要原材料
玻璃的质量要求以及来料抽检
1） 钢化玻璃标准厚度为3.2mm，允许偏差0.2mm
2） 钢化玻璃的尺寸为1574*802mm，允许偏差0.5mm 两条对角线允许偏差 0.7mm
电池组件的主要原材料
TPT
1功能介绍 TPT（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保 护封装材料。 厚度0.17mm—0.35mm，纵向收缩率不大于1.5%，用 于封装的TPT至少应该有三层结构：外层保护层PVF具 有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良 好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好 的粘接性能。封装用Tedlar必须保持清洁，不得沾污或 受潮，特别是内层不得用手指直接接触，以免影响 EVA的粘接强度。
2主材料：
EVA 、TPT、 3M背板、汇流带、焊带、助焊剂 3辅助材料： 无水乙醇
裁剪工艺文件
操作工步及要求 1检查所需的工具是否齐全，是否能正常使用：检查裁剪台的使 用性和清洁性；操作过程中接触任何原材料必须带手套 。 2根据生产指令单，检查原材料，如果出现数量、质量上的问题， 要立即通知领料人员和质检人员，进行确认。
取电池片时要轻拿轻放，此过程速度不可过快， 以免碰碎电池片；挑选隐裂电池片时禁止采用扇 摇或敲打电池片的方法。
电池片初选工艺文件
挑选电池片时应从外观上进行分类如缺角，隐裂， 栅线印刷不良，裂片，色差、水印，水胞等不合 格电池片分别归类，电池片叠放不得超过36片。
光伏组件生产过程检验
光伏组件生产过程检验一、原材料检验1.硅片的检验硅片是光伏组件的重要组成部分，其质量直接影响光伏组件的性能和寿命。
硅片的检验主要包括光电转换效率、厚度均匀性、晶体缺陷等方面的评估。
常用的检验方法有电池效率测试、透明度测试、缺陷检测仪等。
2.背电接触材料的检验背电接触材料是连接硅片和电路系统的关键材料，其质量直接影响光伏组件的电流传输和热量传递。
背电接触材料的检验主要包括导电性能、热传导性能等方面的评估。
常用的检验方法有电阻测试、热导率测试等。
3.封装材料的检验封装材料是保护光伏组件内部电路和硅片免受外部环境侵害的重要材料。
封装材料的检验主要包括防水性能、耐候性能、粘接性能等方面的评估。
常用的检验方法有粘接强度测试、水侵测试、耐候性测试等。
二、生产工艺检验1.硅片制备工艺检验硅片制备是光伏组件生产过程中的关键环节，主要包括切割、清洗、腐蚀等工艺。
硅片制备工艺的检验主要包括切割精度、清洗效果、腐蚀均匀性等方面的评估。
常用的检验方法有显微镜观察、亮度检测仪等。
2.电池片制备工艺检验电池片制备是将硅片进行光电转换的关键工艺，主要包括薄膜沉积、电极制备、烧结等工艺。
电池片制备工艺的检验主要包括薄膜均匀性、电极粘接性、烧结效果等方面的评估。
常用的检验方法有电池效率测试、显微镜观察等。
3.封装工艺检验封装工艺是将电池片和背电接触材料封装到透明玻璃或背板中的关键工艺，主要包括涂胶、压合、边框固定等工艺。
封装工艺的检验主要包括胶水均匀性、压合质量、边框固定稳定性等方面的评估。
常用的检验方法有拉伸测试、压力测试等。
三、成品检验1.外观检验外观是光伏组件的重要指标之一，包括色差、表面平整度、边框完整度等方面。
外观检验主要通过目视检查和立体显微镜观察。
2.电气性能检验电气性能是光伏组件的核心指标之一，包括开路电压、短路电流、最大功率等方面。
电气性能检验主要通过电流－电压特性曲线测试仪等设备进行。
3.可靠性检验可靠性是光伏组件的长期性能和寿命的保证，主要包括温度循环测试、湿热试验、机械冲击测试等方面。
太阳能电池组件技术规范
.太阳电池组件成品技术规范编写：校对：审核：会签：、、、、、、批准：太阳电池组件技术总规范1目的通过制定太阳电池组件技术总规范，使公司所生产的太阳能电池组件的生产及质量处于规范、可控的状态。
保证产品质量，满足客户要求。
2适用范围2.1本技术规范规定了太阳电池组件的技术要求、外观质量及性能要求。
2.2本技术规范适用于本公司生产的太阳能电池组件（客户另有要求除外）。
2.3本技术规范不能取代本公司与客户签订的技术协议。
3职责权限3.1技术开发部制定太阳能电池组件成品技术总规范；3.2公司各相关部门在电池组件生产、检验等环节依据本规范执行。
4引用文件4.1 GB/T 9535 地面用晶体硅光伏组件——设计鉴定和定型（IEC 61215-2005，IDT）；4.2 GB/T 20047.1-2006 光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求（IEC 61730-1:2004）；4.3 GB/T 20047.2-2006光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：试验要求（IEC 61730-2:2004）；4.4 QEH-2011-RD-I139A太阳电池组件用晶硅电池片技术规范V1.0；4.5 QEH-2011- RD-I115A太阳电池组件用钢化玻璃技术规范V2；4.6 QEH-2011- RD-I121A太阳电池组件用EVA技术规范V2；4.7 QEH-2011- RD-I122A太阳电池组件用背板材料技术规范 V2；4.8 QEH-2011- RD-I114A太阳电池组件用焊带技术规范V1.2；4.9 QEH-2011- RD-I123A太阳电池组件用接线盒技术规范V2.0；4.10 QEH-2010-RD-I118A太阳电池组件用铝合金边框技术规范；4.11 QEH-2011-RD-I119A 太阳电池组件用透明胶带技术规范V1.0；4.12 QEH-2011-RD-I124太阳能电池组件制造工艺过程卡汇总V4.0;4.13 IEC 60364-2005 Electrical installations of buildings-Part 5-51 Selection and erection of electrical equipment-Common rules.5定义5.1 组件：具有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的、不可分割的最小太阳能电池组合装置。
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晶硅太阳能电池组件—背板材料产品技术原材料测试方法及质量问题
Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】 Renewable Energy Photovoltaic technology is used worldwide to provide reliable and cost-effective electricity for industrial, commercial, residential and community applications. The average lifetime of PV modules can be expected to be more than 25 years. The disposal of PV systems will become a problem in view of the continually increasing production of PV modules. These can be recycled for about the same cost as their disposal.
Photovoltaic modules in crystalline silicon solar cells are made from the following elements, in order of mass: glass, aluminium frame, EVA copolymer transparent hermetising layer, photovoltaic cells, installation box, Tedlar protective foil and assembly bolts. From an economic point of view, taking into account the price and supply level, pure silicon, which can be recycled from PV cells, is the most valuable construction material used.
Recovering pure silicon from damaged or end-of-life PV modules can lead to economic and environmental benefits. Because of the high quality requirement for the recovered silicon, chemical processing is the most important stage of the recycling process. The chemical treatment conditions need to be precisely adjusted in order to achieve the required purity level of the recovered silicon. For PV systems based on crystalline silicon, a series of etching processes was carried out as follows: etching of electric connectors, anti-reflective coating and n-p junction. The chemistry of etching solutions was individually adjusted for the different silicon cell types. Efforts were made to formulate a universal composition for the etching solution. The principal task at this point was to optimise the etching temperature, time and alkali concentration in such a way that only as much silicon was removed as necessary. Energy Policy Solar sales in Kenya are among the highest per capita among developing countries. While this commercial success makes the Kenya market a global leader, product quality problems have been a persistent concern. In this paper, we report performance test results from 2004 to 2005 for five brands of amorphous silicon (a-Si) photovoltaic (PV) modules sold in the Kenya market. Three of the five brands performed well, but two performed well below their advertised levels. These results support previous work indicating that high-quality a-Si PV modules are a good economic value. The presence of the low performing brands, however, confirms a need for market institutions that ensure the quality of all products sold in the market. Prior work from 1999 indicated a similar quality pattern among brands. This confirms the persistent nature of the problem, and the need for vigilant, long-term approaches to quality assurance for solar markets in Kenya and elsewhere. Following the release of our 2004/2005 test results in Kenya, the Kenya Bureau of Standards moved to implement and enforce performance standards for both amorphous and crystalline silicon PV modules. This appears to represent a positive step towards the institutionalization of quality assurance for products in the Kenya solar market.
? Solar Energy Materials and Solar Cells
This paper presents statistical analysis of the behaviour of the electrical performance of commercial crystalline silicon photovoltaic (PV) modules tested in the Solar Test Installation of the European Commission's Joint Research Centre from 1990 up to 2006 to the IEC Standard 61215 and its direct predecessor CEC Specification 503. A strong correlation between different test results was not observed, indicating that the standard is a set of different, generally independent stress factors. The results confirm the appropriateness of the testing scheme to reveal different module design problems related rather to the production quality control than material weakness in commercial PV modules.
A new method has been proposed [W. Durisch, . Lam, J. Close, Behaviour of a copper indium gallium diselenide module under real operating conditions, in: Proceedings of the World Renewable Energy Congress VII, Pergamon Press, Oxford, Elsevier, Amsterdam, 2002, ISBN 0-08-044079-7] for the calculation of the annual yield of photovoltaic (PV) modules at selected sites, using site-specific meteorological data. These yields are indispensable for calculating the expected cost of electricity generation for different modules, thus allowing the type of module to be selected with the highest yield-to-cost ratio for a specific installation site. The efficiency model developed and used for calculating the yields takes three independent variables into account: cell temperature, solar irradiance and relative air mass. Open parameters of the model for a selected module are obtained from