รอยแตก จุดร้อน และเอฟเฟกต์ PID เป็นปัจจัยสำคัญสามประการที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอน วันนี้เรามาเรียนรู้สาเหตุของการแตกร้าวในแบตเตอรี่ วิธีระบุและวิธีป้องกัน
1. "รอยร้าวที่ซ่อนอยู่" คืออะไร
รอยแตกเป็นข้อบกพร่องที่พบได้บ่อยของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอน โดยทั่วไปแล้ว พวกมันคือรอยแตกเล็กๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เนื่องจากลักษณะของโครงสร้างผลึกของมันเอง ส่วนประกอบที่เป็นผลึกของซิลิกอนจึงมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวได้ง่าย
ในกระบวนการไหลของการผลิตโมดูลคริสตัลไลน์ซิลิกอน การเชื่อมโยงจำนวนมากอาจทำให้เกิดการแตกร้าวของเซลล์ สาเหตุของรอยแตกสามารถสรุปได้จากความเค้นเชิงกลหรือความเค้นเชิงความร้อนบนเวเฟอร์ซิลิคอน เพื่อลดต้นทุน เซลล์ผลึกซิลิคอนกำลังบางลงและบางลง ซึ่งลดความสามารถของเซลล์ในการป้องกันความเสียหายเชิงกลและมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยร้าวมากขึ้น
2. ผลกระทบของ "รอยแตกที่ซ่อนอยู่" ต่อประสิทธิภาพของส่วนประกอบ
กระแสไฟฟ้าที่สร้างจากแผ่นแบตเตอรี่ส่วนใหญ่จะถูกรวบรวมและส่งออกโดยเส้นกริดหลักและเส้นกริดบางที่ตั้งฉากกันบนพื้นผิว ดังนั้นเมื่อเกิดรอยร้าว (โดยมากเป็นรอยร้าวที่ซ่อนอยู่ขนานกับเส้นกริดหลัก) ทำให้เส้นกริดบาง ๆ แตก กระแสก็จะไม่สามารถส่งไปยังเส้นบัสบาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลวของชิ้นส่วนหรือแม้แต่ตัว เซลล์ทั้งหมด และยังอาจทำให้เกิดชิ้นส่วน ฮอตสปอต ฯลฯ ในขณะที่ทำให้เกิดการลดทอนพลังงานของส่วนประกอบ
รอยร้าวที่ตั้งฉากกับเส้นกริดหลักแทบจะไม่ส่งผลกระทบต่อเส้นกริดบางๆ ดังนั้น พื้นที่ที่เซลล์จะเสียหายจึงเกือบเป็นศูนย์
อย่างไรก็ตาม เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางซึ่งกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วไม่มีปัญหาเรื่องรอยแตกเนื่องจากวัสดุและลักษณะโครงสร้าง ในเวลาเดียวกัน พื้นผิวของมันจะรวบรวมและส่งกระแสผ่านชั้นของฟิล์มนำไฟฟ้าที่โปร่งใส แม้ว่าแผ่นแบตเตอรี่จะมีข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ที่ทำให้ฟิล์มนำไฟฟ้าแตก ก็จะไม่ทำให้เกิดความล้มเหลวขนาดใหญ่ของแบตเตอรี่
จากการศึกษาพบว่า หากพื้นที่ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ในโมดูลอยู่ภายใน 8 เปอร์เซ็นต์ จะไม่มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อกำลังของโมดูล และ 2/3 ของรอยแตกในแนวทแยงในโมดูลจะไม่มีผลกระทบต่อ พลังของโมดูล ดังนั้น แม้ว่ารอยแตกจะเป็นปัญหาทั่วไปในแบตเตอรี่ผลึกซิลิคอน แต่ก็ไม่จำเป็นต้องกังวลมากเกินไป
3. วิธีการระบุ "รอยแตกที่ซ่อนอยู่"
EL (Electroluminescence, electroluminescence) เป็นอุปกรณ์ตรวจจับข้อบกพร่องภายในของเซลล์แสงอาทิตย์หรือส่วนประกอบต่างๆ และเป็นวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการตรวจจับรอยแตกที่ซ่อนอยู่ การใช้หลักการอิเล็กโตรลูมิเนสเซนต์ของผลึกซิลิคอน ภาพอินฟราเรดใกล้ของส่วนประกอบต่างๆ จะถูกจับภาพด้วยกล้องอินฟราเรดความละเอียดสูงเพื่อรับและระบุข้อบกพร่องของส่วนประกอบ มีข้อได้เปรียบด้านความไวสูง ความเร็วในการตรวจจับที่รวดเร็ว และผลลัพธ์ที่ใช้งานง่าย
4. สาเหตุของการเกิด "รอยแตกที่ซ่อนอยู่"
แรงภายนอก: เซลล์จะอยู่ภายใต้แรงภายนอกระหว่างการเชื่อม การเคลือบ การขึ้นรูปหรือการจัดการ การติดตั้ง การก่อสร้าง ฯลฯ เมื่อตั้งค่าพารามิเตอร์ไม่ถูกต้อง ความล้มเหลวของอุปกรณ์หรือการทำงานที่ไม่เหมาะสมจะทำให้เกิดรอยร้าว
อุณหภูมิสูง: เซลล์ที่ไม่ได้รับการอุ่นที่อุณหภูมิต่ำ แล้วขยายตัวอย่างกระทันหันหลังจากสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในช่วงเวลาสั้น ๆ จะทำให้เกิดรอยร้าว เช่น อุณหภูมิในการเชื่อมสูงเกินไป การตั้งค่าอุณหภูมิการเคลือบที่ไม่สมเหตุสมผล และพารามิเตอร์อื่น ๆ
วัตถุดิบ: ข้อบกพร่องของวัตถุดิบก็เป็นปัจจัยหลักประการหนึ่งที่นำไปสู่การแตกร้าว
5. ประเด็นสำคัญในการป้องกันการแตกร้าวในโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์
ในระหว่างกระบวนการผลิตและการจัดเก็บ การขนส่ง และการติดตั้งที่ตามมา ให้หลีกเลี่ยงการใช้แรงภายนอกที่ไม่เหมาะสมกับเซลล์ และให้ความสนใจกับช่วงอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บด้วย
ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ควรเก็บแผ่นแบตเตอรี่ให้อุ่นล่วงหน้า (การเชื่อมด้วยมือ) และอุณหภูมิของหัวแร้งควรเป็นไปตามข้อกำหนด