太阳能电池测试

高需求、高期望的使用寿命,以及较少的测试章程---这是光电产业的现状。对那些希望能在这个激烈竞争的市场中立足的公司以及希望用最低的价格获得理想的性能数据和期望寿命的公司来说,测试是十分必要的。只有通过改进质量、节约成本的生产和更好的安全性才能使太阳能在近几年价格急剧下滑的背景下得以生存。
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在日常使用中,太阳能电池是暴露在极端环境下的。雨水、冰雹、风暴和气温的大波动不应该危害到产品的功能性。它们必须能承受雪、冰和安装部件的重量以达到40年不发生损坏的期望寿命。对电子和机械性能都有很高的期望。然而,针对部件机械要求的测试标准并不存在。除了个别国内供应商和生产商之间设立的合同规定,太阳能电池的标准质量保证细则并不存在。标准的缺失和个别用户的需求意味着定制的测试仪器和测试方法十分必要,这就是材料试验专家的作用。

试验方法/标准概览

ISO 614

造船---钢化安全玻璃板船舶舷窗和船舶矩形窗---非破坏性强度试验冲压法(ISO 614:1989-09)

EN 1288-5

建筑玻璃:测定玻璃的弯曲强度---第五部分:对小测试表面的平面试样进行双环弯曲测试(ISO/DIS 1288-5:2007);德国版本EN ISO 1288-2:-5

DIN EN 1465

胶粘剂:拉伸剪切强度的测定---刚性材料对刚性材料(ISO 4587:1979,修正版)

EN 1464

胶粘剂:高强度粘合抗剥离性的测定---浮辊法(ISO 4578:1990,修正版)德国版本EN 1464:1994 (DIN EN 1464:1995-01) DIN 53289:1979-09的替代

EN 1288-3

建筑玻璃:测定玻璃的弯曲强度---第三部分:测试试样由两个支撑点支撑(四点弯曲)(ISO/DIS 1288-3:2007); 德国版本EN ISO 1288-3:2007

IEC 61215和EN 61215标准

zwickiLine mit Biegevorrichtung für Wafer-Prüfung

IEC 61215和EN 61215标准描述了许多资格鉴定测试,基于潜在的老化影响,针对光伏组件材料的人工装货。以下个别加载组件是被认定的:

 

  • 日光、包含UV光
  • 气候(冷、热、湿度、气候变化)
  • 机械加载(冰雹、风、吸力和压力、雪)

 

如果没有明显的大的可见损伤,且输出的性能及绝缘性能没有改变或与测试开始前相比只发生了微小的改变,即可认定材料通过了测试。在过去的几年里,IEC 61215标准的测试证书已然成为一个晶体光伏组件的质量标杆,现如今大多数国内外的融资部门都要求做这个测试。

针对厚膜太阳能组件的IEC或EN 61215标准和薄膜太阳能组件的IEC 或EN 61646标准(薄膜地面光伏---设计鉴定和定型)。

IEC 61215试验非常严格,公司生产的太阳能组件必须能在几乎所有全世界范围内的地区和环境条件的室外使用最高25年。提供零故障的使用过程,IEC测试总共花费5个月时间。为了满足这个严格的要求,一批试样必须通过包括UV射线、极端温度、高温和高湿度迁延照射、机械加载和扭转以及抵抗冰雹和落石的环境测试协议。与环境测试同时进行的还有测试整体太阳能组件的电气性能、绝缘性和其它潜在的重要性能或部位。

EN 1288-2, 2007年10月:

建筑玻璃:测定玻璃的弯曲强度---第二部分:对大测试表面的平面试样进行双环弯曲测试(ISO/DIS 1288-2:2007);德国版本EN ISO 1288-2:2007

IEC 61646和EN 61646标准

Stempeldruckversich an Sicherheitsglas nach DIN ISO 614 Form A und B

IEC 61646和EN 61646标准描述了多种多样的资格认证测试,基于潜在老化影响,用于光电组件的人工加载材料。以下个别加载组件是被认定的:

  • 日光、包含UV光
  • 气候(冷、热、湿度、气候变化)
  • 机械加载(冰雹、风、吸力和压力、雪)

如果没有明显的大的可见损伤,且输出的性能及绝缘性能没有改变或与测试开始前相比只发生了微小的改变,即可认定材料通过了测试。在过去的几年里,IEC 61215标准的测试证书已然成为一个晶体光伏组件的质量标杆,现如今大多数国内外的融资部门都要求做这个测试。

测试解决方案的例子

为了理解破坏性材料试验是如何运用于太阳能电池和组件生产中的,此处介绍了厚膜太阳能电池测试的单独生产阶段的生产控制的例子。您可了解到更多关于太阳能电池的关键主要类型的信息:太阳能电池或光电管是转换蕴含在直接射在电能上的辐射能的电子元件。主要类型:

  • 厚膜太阳能电池由单晶体或多晶硅制成。由于其高效能(超过20%)广泛应用于中欧。此外,它们还有很高的单位表面积效率的特点。如:只需大约8平米的屋顶面积即可产出1Kwp的能量。制造这些组件要求有大量的材料和能量,因此质量控制是必要的。
  • 薄太阳能电池的基质和气相沉积材料有很多种:无定形或微晶硅(a-Si, μ-Si),砷化镓(GaAs),碲化镉(CdTe),或铜铟硫硒混合物(CIGS)。薄膜电池与晶体硅晶片为基质的太阳能电池的最大不同在于它们的生产过程及使用材料的厚度。
  • 有机太阳能电池(由具备半导体性质的塑料制成)

测试要求根据太阳能电池的类型有所不同,因使用的多种技术在某种情况下会导致从根本上不同的设计。

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4-point flexure test

4-point flexure test on solar modules, solar industry, zwickiLine

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