【摘 要】
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光伏发电不依赖化石能源,极具环境友好性。近年来随着晶体硅光伏组件的制造成本的不断降低,国内应用规模迅速扩大,年新增装机容量达千万千瓦。为了保障光伏发电系统获得持久
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光伏发电不依赖化石能源,极具环境友好性。近年来随着晶体硅光伏组件的制造成本的不断降低,国内应用规模迅速扩大,年新增装机容量达千万千瓦。为了保障光伏发电系统获得持久可靠的收益,光伏组件的品质日益受到重视。光伏组件的隐裂问题便是关注的焦点之一。本文的主要研究目标是:寻找隐裂的失效模式;量化隐裂与光伏组件性能的影响关系;归纳不同形态的隐裂类型,评估其风险等级。本文的主要结论有:1)隐裂的失效模式是裂纹造成电池栅线断裂,阻碍副栅线对光生电流的收集和汇聚,使分割区域串联电阻增大或与主电路失联;2)隐裂形成的分割区域可以分为不影响电流收集的正常区、阻碍电流汇聚的高阻区和形成开路的失联区三种基本形态;3)随着光伏组件的长期老化,尤其是高低温的循环变化,焊接不牢靠的焊带会与电池本体脱离,使隐裂形成的分割区开路,从而影响组件的功率输出;4)由于太阳电池的输出特性,其工作电流大约为其短路电流的95%,因此单片电池的失联面积小于5%时,隐裂对光伏组件输出性能几乎没有影响。本文的创新点在于:1)通过模拟现实中各种极端的破坏组件的形式,跟踪同一个组件隐裂的衍变过程,并测量不同隐裂程度下该组件的功率输出;2)实验方案设计:依次切割同一个组件中某个电池的面积后做标准条件下的电性能测试,纵向对比了同一个组件由于隐裂形成不同的失联面积对功率输出的影响,从而量化隐裂对组件的直接影响程度;3)归纳了隐裂的不同形态,并基于老化实验的结果评估了各自直接的风险和潜在的风险。
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