光伏組件的穩定性及使用過程中的功率衰減問題值得關注。一定比例的組件在制備者使用過程中，由于各種因素導致不良，如電池片混檔、電池片隱裂、電池片漏電流過大等；這些不良在組件制備初期引起的功率損失并不明顯，隨著使用時間加長，組件功率衰減愈加明顯，且衰減比例大于正常電池片制備的組件[1]。本文重點研究不良電池片對組件功率衰減的影響。
 

　　1.1電池片準備

　　電池片制備及選擇：采用常規量產的多晶硅片，尺寸為156mm×156mm，硅片電阻率為0.5～1.0Ω.cm。采用多晶濕法酸制絨，具體工藝流程如圖1所示。測試工序設定特殊程序，將參數異常電池片單獨進行分選。電池片分選完成后利用哲為SA-150EL測試儀進行反向EL加壓測試，挑選不良電池片，本文選取不良電池片特點分別為：點漏電、面漏電、邊漏電、斷柵、效率混檔。

　　1.2電池片測試
 

　　根據常見電池片類型，試驗中準備點漏電、面漏電、邊漏電、斷柵、效率混檔5種不良電池片。不良電池片EL圖如圖2所示，其中圖2a～2c為反向加電壓EL圖，圖中發亮點或區域即為漏電點或面，圖2d為正向EL圖，根據EL電致發光原理，斷柵區域呈暗線。

　　點漏電一般為制備過程中點狀沾污或點狀p-n結磨損導致；面漏電為連續的沾污或p-n結磨損造成；邊漏電常為硅片邊緣p-n結刻蝕不良導致；斷柵即副柵斷續，常為印刷參數不合理、網版異常或漿料異常等導致；效率混檔多為人為操作失誤導致。
 

　　在光生載流子收集的過程中，其在電池片內部通過漏電路徑被消耗，降低了電池片的短路電流Isc及轉換效率。電池片副柵的作用是將電池片表面產生的光生載流子，收集并匯聚于主柵，當副柵發生斷柵時將不能有效收集載流子進而降低電池片的短路電流Isc，并由于副柵的不連續而增加了串聯電阻，導致電池片轉換效率降低。
 

　　1.3組件樣品制備
 

　　選取點漏電(1#)、邊漏電(2#)、面漏電(3#)、斷柵(4#)、混檔(5#)的電池片進行組件制備。電池片規格均為156mm×156mm；組件采用手工焊接，焊接溫度為350℃，焊臺溫度為50℃，每根主柵的焊接時間為2～4s；組件規格為10片×6串電池片，匯流條、玻璃、EVA、背板等均為行業在用量產物料。使用PASON測試儀進行組件功率及EL測試。組件制備工藝流程如圖3所示。

　　對以上成品組件進行初始功率及EL測試后，進行短接，置于暴曬場進行衰減測試，根據暴曬時間進行周期電性能及EL測試，并進行外觀檢查。
 

　　3.1組件測試

　　制備的6塊組件樣品中，5#混檔電池片的效率檔位極差為0.3%，由于混檔電池片之間短路電流存在一定差異，EL測試下會顯示明暗不同，但由于組件內部電池片呈串聯狀態，所以組件工作時以低電流的電池片的短路電流為組件電流；6#組件為正常電池片制備的暴曬參考組件，與上述組件置于相同暴曬環境并同期進行測試。

　　6塊樣品組件功率如表1所示，樣品組件初始功率均在260W以上，各項參數未有明顯異常。圖4為4#、5#組件的初始測試EL圖，可以看出，發生斷柵的電池片柵線正向EL顯示為黑線；混檔的組件樣品中，效率高的電池片正向EL顯示較亮。

　　3.2衰減結果
 

　　6塊樣品置于暴曬場，至少每個月進行一次清洗測試；測試均使用相同測試儀、相同校準板。近8個月的組件衰減結果如圖5所示(測試周期為ΔP)。從圖5可得出以下衰減趨勢及特征：

　　1)1#～3#漏電組件中，2#邊漏電組件功率衰減最大，其次是3#面漏電組件及1#點漏電組件；

　　2)所用樣品中，衰減最大的是混檔組件，約為3.0%；斷柵組件衰減較小；

　　3)缺陷電池片組件衰減均大于正常電池片組件。

　　3.3結果討論

　　3.3.1漏電組件衰減

　　1#～3#漏電組件中，2#邊漏電組件功率衰減最大，其次是3#面漏電組件及1#點漏電組件。邊漏電組件EL(如圖2a所示)顯示電池片邊緣呈連續性漏電，此類電池片在組件工作時會在邊緣處引起連續性反向漏電，相當于將一部分電能通過漏電路徑消耗；同時由于反向漏電路徑電阻較大，會在漏電區域引起發熱，持續發熱導致熱量累積致使組件出現熱斑現象，同時組件功率衰減較大[1]。

　　此外，點漏電組件功率衰減比例最低。點漏電電池片反向EL顯示(如圖2b所示)，個別點有漏電，由于這些漏電點造成的電池片分流路徑較分散，漏電流相對較小，在組件長期的使用中并未對組件功率造成較明顯影響。

　　3.3.2混檔組件衰減最大

　　所用樣品中，混檔組件衰減最大。混檔組件及電池片之間存在失諧，電池片短路電流、轉換效率等均差異較大。而失諧電池片進行串聯后組件的總輸出電流為電流最小的一片電池片的電流，總電壓為各片電池片的電壓之和。所以在失諧的情況下，組件的初始功率損失較大。進行暴曬過程中組件進行短接，組件內部形成回路，高電流電池片由于部分載流子無法在組件中進行大循環，進而在電池片內部通過部分漏電路徑等進行內部循環，以發熱等形式進行功率消耗，進而引起組件功率損失過大[2,3]。
 

　　本文分析同期暴曬的不同類型漏電組件、斷柵組件及混檔組件，結果顯示，混檔組件衰減最大，暴曬8個月衰減約為3.0%，已超出行業質保標準(6個月內組件功率衰減小于2.5%)。所以在常規組件生產中，應嚴格避免電池片混檔，對漏電異常電池片及時分類處理，避免流入正常組件制備環節。