ページコンテンツへ

太陽光発電セルの試験

太陽光発電業界では試験ガイドラインが定まっていない中、非常に高い品質と長寿命が必要とされています。この業界におけるプレーヤーは激しい競争の中、低価格でも高パフォーマンスと長い製品寿命を維持するために試験は大変重要な位置を占めています。太陽光セルは、品質の向上、費用対効果の高い製造、および安全性の向上によってのみ、近年の大幅な価格の下落に耐えることができます。

チャレンジ

セルは日常外部環境へさらされています。雨、あられ、嵐、温度の大きな変動によって製品の機能が損なわれることがあってはなりません。それらは、損傷することなく40年という期待される寿命を達成するために、雪、氷、および設置の重量に耐えることができなければなりません。これらの期待は、電気的特性と機械的特性の両方に対して高くなります。しかしながら、コンポーネントの機械的な特性に関する試験規格は存在しません。サプライヤーとメーカーの間の個別約束事を除き、太陽電池のセルの標準化された品質保証ガイドラインは存在しません。規格の欠如と個々の顧客のニーズの存在は、カスタマイズされた試験装置と試験が必要であることを意味します。ここで材料試験のエキスパートがあその役割を果たします。

一般的な試験メソッド/規格

一般的な試験メソッド/規格

ISO 614
EN 1288-5
DIN EN 1465
DIN EN 1464
EN 1288-3
IEC 61215 および EN 61215
IEC/EN 61215およびIEC/EN 61646
EN 1288-2, 10月 2007年
IEC 61646 および EN 61646

ISO 614

造船および海洋構造物:長方形の窓および側面のスカットル用の強化安全ガラス;非破壊強度試験のパンチ法(ISO 614:1989-09)

EN 1288-5

構造物のガラス:ガラスの曲げ強度の決定-パート5:小さな試験表面積の平らな試験片での二重リング曲げ試験(ISO / DIS 1288-5:2007); ドイツ語版EN ISO 1288-5

DIN EN 1465

接着剤:剛体から剛体への接着アセンブリの引張ラップせん断強度の決定(ISO 4587:1979、改定)

DIN EN 1464

接着剤:高強度接着ボンドの剥離抵抗の測定-フローティングローラー法(ISO 4578:1990、改定)。ドイツ語版EN 1464:1994(DIN EN 1464:1995-01)DIN 53289:1979-09の後継

EN 1288-3

構造物のガラス:ガラスの曲げ強度の決定-パート3:2点でサポートされる試験片(4点曲げ)(ISO / DIS 1288-3:2007); ドイツ語版EN ISO 1288-3:2007

zwickiLineとウエハー試験用曲げ試験治具

IEC 61215 および EN 61215

IEC 61215およびEN 61215は、PVモジュールで使用される材料の人工的な負荷に対して、潜在的な経年変化の影響に基づく、さまざまな認定試験について説明しています。以下が個別に説明されています:

日光など
UV気候(寒さ、頭、湿度、気候の変化)
機械的負荷(雹、風、吸引と圧力、雪)

目に見える大きな損傷が見られず、性能出力と絶縁特性が変化していないか、または試験開始時の位置と比較してごくわずかしか変化していない場合、材料は試験に合格したと見なされます。IEC 61215の試験証明書は、過去数年の間に結晶性PVモジュールの品質マークとして確立されており、現在、ほとんどの国内および国際的な機関によって要求されています。

IEC/EN 61215およびIEC/EN 61646

厚膜モジュールの場合はIECまたはEN 61215、薄膜モジュールの場合はIECまたはEN 61646(結晶シリコン太陽電池モジュール-設計認定および型式承認)。

製造される太陽光モジュールは、世界中のほとんどすべての地理的領域と環境条件における屋外で最大25年間耐える必要があるため、IEC 61215試験は非常に厳密です。プロセス中に障害が発生しない場合、IECテストは合計で5か月以上かかります。この厳格な基準を満たすために、試験モジュールのバッチは、UV放射、高温および多湿への長時間の曝露を含む極端な温度、機械的負荷とねじれ、および雹と石の衝撃に対する耐性のテストを含む環境試験プロトコルに合格する必要があります。環境試験と並行して、モジュールは電気的性能、絶縁性について全体的に試験され、潜在的に重要なエリアや場所が特定されます。

EN 1288-2, 10月 2007年

構造物のガラス:ガラスの曲げ強度の決定-パート2:大きな試験表面積の平らな試験片での二重リング曲げ試験(ISO / DIS 1288-2:2007); ドイツ語版EN ISO 1288-2:2007

ISO 614フォームAおよびBに準拠した強化安全ガラスのパンチ試験

IEC 61646 および EN 61646

IEC 61646およびEN 61646は、薄膜に使用される材料の人工的な負荷に対して、潜在的な経年変化の影響に基づく、さまざまな認定試験について説明しています。以下が個別に説明されています:

  • UVを含んだ太陽光
  • 気候(寒さ、暑さ、湿度、気候の変化)
  • 機械的負荷(ひょう、風、吸引と圧力、雪)

目に見える大きな損傷が見られず、性能出力と絶縁特性が変化していないか、または試験開始時の位置と比較してごくわずかしか変化していない場合、材料は試験に合格したと見なされます。IEC 61646の試験証明書は、過去数年の間に結晶性PVモジュールの品質マークとして確立されており、現在、ほとんどの国内および国際的な機関によって要求されています。

試験ソリューションの例

破壊材料試験が太陽電池およびモジュール製造でどのように使用されるかを理解するために、各製造段階の管理における厚膜セル試験アプリケーションの例を紹介します。

太陽光セルは、光に含まれる放射エネルギーを直接電気エネルギーに変換する電気部品です。
原理別タイプ:

  • 厚膜太陽電池は、単結晶または多結晶シリコンでできています。効率が高い(20%以上)ため、中央ヨーロッパで広く使用されています。さらに、表面積単位あたりの効率が高いという特徴があります。たとえば、屋根面積約8平方メートルが1 Kwpの出力を作るために必要です。これらのモジュールの製造に必要な材料とエネルギーの量は比較的多いため、品質保証が不可欠です。
  • 薄い太陽電池は、基板や蒸着材料に関してさまざまなバリエーションで存在します:アモルファスまたは微結晶シリコン(a-Si、μ-Si)、ガリウムヒ素(GaAs)、テルル化カドミウム(CdTe)、または銅-インジウム (カリウム)-硫黄-セレン化合物(CIGS)。薄膜セルは、主に製造プロセスと使用される材料の膜厚が結晶シリコンウェーハに基づく太陽電池とは異なります。
  • 有機太陽光セル(半導体特性を持つプラスチック製)

使用されるテクノロジーが根本的に異なる設計のため、試験要件は太陽光セルのタイプによってかなり異なる場合があります。

Tedlar フィルムの引剥し試験

プラスチックのEVA(エチレンビニルアセテート)またはキャストレジンフィルムが両面にラミネートされて防水腐食保護を形成し、Tedlar®フィルムまたは背面のガラスシートがモジュールをさらに保護しています。接着の強さは、Tedlar®フィルムをねじグリップに固定し、ガラス板から引き剥がす90°剥離試験によって試験されます。シングルコラムタイプの試験機が、さまざまなサイズのガラス板を問題なく試験できるため、この試験に適しています。この試験は、製造時にマシンパラメータが正しく設定されていることを確認するために行われます。また、製品の受入れ検査や、使用期限満了後の再認定検査でも使用されます。規格を満たすには、Tedlar®フィルムは最大250 Nの剥離力に耐える必要があります。

ジャンクボックスとコネクションケーブルの引き剥がし試験

完成したモジュールには、フレーム構造の強度試験、コーナーブラケットの押し込み力と引き抜き力の決定、電気接続の引き抜き試験、モジュールを取付けるマウントシステムの引張り、圧縮、たわみ試験など、さまざまな安全試験が推奨されます。ジャンクションボックスのケーブル引き抜き試験は、ツビックローエルのAllroundシリーズの2コラム門型試験機を使用して実行できます。ジャンクションボックスは特別な試験片ホルダーに保持され、接続ケーブルはネジグリップでクランプされ、最大5 kNの力でボックスから引き出されます。

ISO 614フォームAおよびBに準拠した強化安全ガラスのパンチ試験

パンクチャテストでは、25x25 mmのガラスシートを二重リング曲げ試験治具へ配置します(試験片を固定するためのサポートおよびロードリングとストップピンで構成されます)。次にダイを使用して、試験片を破壊するまで負荷します。金属製の容器によって、ガラス破片がマシーンのドライブ部入り込まないようになっています。この試験は、最大力50 kNの門型の試験機を使用して、規格に沿って実施されます。

EN 1288-3に準拠した構造用ガラスの4点曲げ試験を備えたProLine

  • EN 1288-5静的パンクチャ―試験またはEN 1288-3の4点曲げ試験のいずれかを使用して、ガラス板の安全性を試験できます。
  • 両方の試験にツビックローエルAllroundLine試験機を使用します、これには、飛散するガラス破片による損傷や怪我を防ぐために安全装置を組み込む必要があります。
  • この試験システムは、EN 1288-3に従って板ガラスの曲げ強度を決定するために特別に組み立てられており、規格のすべての要件を満たしています。すべてのアンビルと曲げローラーは自由に回転させることができ、必要な寸法と間隔になっています。

ウエハーの4点曲げ試験冶具

  • ウェーハ/シングルチップまたは同様のコンポーネント用4点曲げ試験。
  • 2つの調整可能な圧縮ダイを備えた2つの曲げビームが含まれており、Fmax 10 Nロードセルで使用できます。

4点曲げ試験

太陽光セルの4点曲げ試験、太陽光産業、zwickiLine

関連する製品

お客様のあらゆる試験要求に最適な試験ソリューョンを探して見つけます。

私たちの業界エキスパートへご連絡お待ちしています。

皆様のニーズを話し合うことを楽しみにしております。

 

ご連絡お待ちしております

Top