Kiểm tra độ tin cậy của mô-đun PV: Danh sách đầy đủ, mỗi bài kiểm tra làm hỏng điều gì và bạn có thể tự thực hiện những bài nào tại chỗ
Mục lục
Thử nghiệm độ tin cậy mô-đun PV quy về một danh sách cố định các thử nghiệm gia tốc, mỗi thử nghiệm được thiết kế để phá hỏng một bộ phận cụ thể của mô-đun, và mỗi thử nghiệm được đọc ra qua cùng bốn phép đo: công suất IV, phát quang điện, kiểm tra bằng mắt và điện trở cách điện. IEC 61215 đặt ra chuẩn mực đủ điều kiện; thông số kỹ thuật của khách hàng và các chương trình bên thứ ba như PVEL bổ sung mức độ khắt khe lên trên đó. Dưới đây là danh sách thử nghiệm đầy đủ, mỗi thử nghiệm thực sự đang cố gắng phá hủy điều gì, và phía nào của mô-đun — tế bào hay tấm laminate — thường hỏng trước.
Đọc Điều Này Trước: Các Từ Viết Tắt Không Chuẩn
Trước các bảng, một cảnh báo giúp tránh nhiều nhầm lẫn trong các cuộc họp mua sắm. Cách viết tắt trong ngành cho các thử nghiệm này được dùng không nhất quán, và một số còn mâu thuẫn với tiêu chuẩn mà nó tuyên bố tham chiếu.
IEC 61215-2 đánh số các quy trình của nó thành các mục MQT. Những mục liên quan là:
| Quy trình IEC 61215-2 | Số MQT |
|---|---|
| Thử nghiệm chịu điểm nóng | MQT 09 |
| Thử nghiệm chu kỳ nhiệt | MQT 11 |
| Thử nghiệm độ ẩm-đông lạnh | MQT 12 |
| Thử nghiệm độ ẩm nhiệt | MQT 13 |
| Thử nghiệm dòng rò ướt | MQT 15 |
| Thử nghiệm tải cơ học | MQT 16 |
| Thử nghiệm mưa đá | MQT 17 |
| Thử nghiệm nhiệt diode bỏ qua | MQT 18 |
Bây giờ hãy so sánh điều đó với cách các thử nghiệm tương tự thường được viết trong các gói báo giá và báo cáo nội bộ:
- HF thường được dùng để chỉ mưa đá. Trong IEC 61215, HF là chu trình độ ẩm-đông lạnh (MQT 12). Tác động mưa đá là MQT 17 và không có ký hiệu HF.
- DH đôi khi được dùng để chỉ độ ẩm nhiệt với bước đông lạnh. Độ ẩm nhiệt là MQT 13; bước đông lạnh là thử nghiệm độ ẩm-đông lạnh riêng biệt (MQT 12).
- HS được dùng cho cả điểm nóng và ngâm ẩm, và ngâm ẩm hoàn toàn không phải là tên quy trình của IEC 61215 — quy trình độ ẩm nhiệt của tiêu chuẩn là DH.
Không có điều nào trong số này là chuyện vụn vặt. Nếu thông số kỹ thuật thử nghiệm của bạn ghi HF và nhà cung cấp của bạn đọc nó là độ ẩm-đông lạnh trong khi khách hàng của bạn đọc nó là mưa đá, bạn sẽ phát hiện ra sự khác biệt ở báo cáo đủ điều kiện, chứ không phải ở báo giá. Hãy viết số MQT, không viết từ viết tắt.
Các Thử Nghiệm Đủ Điều Kiện
| Thử nghiệm | Mô phỏng điều gì | Mức độ khắt khe điển hình | Tham chiếu IEC |
|---|---|---|---|
| Chu kỳ nhiệt (TC) | Biến động nhiệt độ ngày-đêm và theo mùa | −40 °C đến +85 °C; 200 chu kỳ để đủ điều kiện, 50 để sàng lọc | MQT 11 |
| Độ ẩm-đông lạnh (HF) | Đông lạnh-tan băng khi có hơi ẩm | Theo chu kỳ, với pha đông lạnh sau khi tiếp xúc ẩm | MQT 12 |
| Độ ẩm nhiệt (DH) | Khí hậu ven biển hoặc nhiệt đới nóng ẩm | 85 °C / 85 %RH trong 1.000 h; khách hàng thường kéo dài đến 2.000 h | MQT 13 |
| Chịu điểm nóng | Che bóng một phần buộc một tế bào vào phân cực ngược | Một tế bào bị che bóng một phần ở 1 sun trong 5 h | MQT 09 |
| Tác động mưa đá | Tác động cơ học từ băng | Khối lượng và vận tốc viên băng được chỉ định tại các điểm va chạm xác định | MQT 17 |
| Tải cơ học | Áp lực gió và tuyết lên tấm laminate | Tải đồng đều, thường 2.400 Pa hoặc cao hơn, mặt trước và mặt sau | MQT 16 |
| Tiền điều hòa UV | Nhiều năm tiếp xúc tia cực tím | Liều UV xác định, mặt trước và mặt sau cho mô-đun hai mặt | IEC 61215-2 |
| Dòng rò ướt | Tính toàn vẹn cách điện trong điều kiện ẩm ướt | Điện trở cách điện được đo khi mô-đun bị ướt | MQT 15 |
| Nhiệt diode bỏ qua | Gia nhiệt diode dưới dòng bỏ qua duy trì | Dòng cưỡng bức qua diode với giám sát nhiệt độ | MQT 18 |
Hai điều về danh sách này đáng được nói rõ ràng. TC50 là thử nghiệm sàng lọc cho phát triển nội bộ; TC200 là điều mà đủ điều kiện yêu cầu. Và DH1000 là chuẩn mực đủ điều kiện — khách hàng yêu cầu DH2000 là yêu cầu gấp đôi mức tiếp xúc, đây là sự khác biệt kỹ thuật thực sự chứ không phải là thủ tục giấy tờ.
Các Thử Nghiệm Mở Rộng và Theo Thị Trường Cụ Thể
Đây không phải là yêu cầu đủ điều kiện của IEC 61215. Chúng đến từ các chương trình bên thứ ba, thông số kỹ thuật của khách hàng hoặc thị trường đích, và đây chính là nơi nhiều yêu cầu đấu thầu thực sự nằm.
| Thử nghiệm | Tại sao nó được yêu cầu | Ghi chú |
|---|---|---|
| PID, thời gian kéo dài | Ứng suất hệ thống điện áp cao, di chuyển ion natri | Các chương trình bên thứ ba thường chạy 192 h ở 85 °C / 85 %RH với −1.000 V hoặc −1.500 V được áp dụng, so với thời gian ngắn hơn của tiêu chuẩn. Thường được yêu cầu trong các gói thầu quy mô tiện ích |
| Độ ẩm nhiệt, kéo dài | Gấp đôi mức tiếp xúc đủ điều kiện | 1.000 h là chuẩn mực; 2.000 h là phần mở rộng của khách hàng |
| Ăn mòn sương muối | Các công trình lắp đặt ven biển và ngoài khơi | IEC 61701 — tấn công lớp kim loại hóa, khung và kết nối liên kết |
| Ăn mòn amoniac | Các khu vực gần nông nghiệp và chăn nuôi | IEC 62716 — tấn công lớp kim loại hóa, chất đóng gói và khung |
| Cát và bụi | Các khu vực sa mạc và khô hạn | Mài mòn lớp phủ chống phản xạ và kính, cùng với sự tích tụ |
| Tải trọng tuyết | Tải trọng tĩnh duy trì, không theo chu kỳ | Độ võng tĩnh kéo dài thay vì chu kỳ lặp lại |
| Nhúng | Các ứng dụng có nguy cơ ngập lụt và nổi | Hỏng hoàn toàn niêm phong là chế độ hỏng |
| Xung / đột biến | Quá độ do sét gây ra | Bảo vệ hộp nối và khoảng cách cách điện |
Điều Thực Sự Hỏng: Phía Pin so với Phía Mô-đun
Đây là phần quan trọng nhất trong sản xuất, vì nó cho bạn biết liệu một hỏng hóc chỉ vào nhà cung cấp pin của bạn hay vào chính dây chuyền ép và lắp ráp của bạn. Bảng dưới đây tổng hợp các nguyên nhân hỏng hóc được báo cáo trong một bản tổng hợp ngành công nghiệp Trung Quốc về các thử nghiệm này, được tổ chức lại theo thử nghiệm.
| Thử nghiệm | Nguyên nhân phía pin | Nguyên nhân phía mô-đun |
|---|---|---|
| Suy giảm do ánh sáng (LID) | Các phức hợp boron-oxy được kích hoạt bởi ánh sáng trong silicon pha boron; hàm lượng oxy cao; thiêu kết và ủ ngoài cửa sổ; nhiễm kim loại trong tấm wafer | Nhiệt độ ép và đóng rắn làm thay đổi trạng thái ủ của pin; môi trường hydro không thuận lợi bên trong lớp ép thúc đẩy kích hoạt khuyết tật |
| LeTID, suy giảm giai đoạn muộn | Phân bố hydro bên trong tấm wafer; sự trôi dạt tham số thiêu kết và ủ; nhiễm carbon và kim loại | Sự phân hủy chất đóng gói cung cấp thêm hydro; nhiệt độ vận hành cao duy trì thúc đẩy phản ứng |
| PID | Các lớp thụ động hóa kém đặc hoặc chứa lỗ kim; cách ly cạnh không hoàn chỉnh gây rò rỉ cạnh; điện trở cách điện thụ động hóa không đủ | Giải phóng natri từ kính soda-lime; điện trở suất thể tích chất đóng gói thấp; hỏng niêm phong cạnh cho phép hơi ẩm xâm nhập; nối đất khung không đầy đủ |
| Nóng ẩm | Thụ động hóa cạnh yếu; kim loại hóa dễ ăn mòn; cách điện cạnh không đủ | Rào cản hơi ẩm tấm lưng kém; hỏng chất niêm phong cạnh; thủy phân chất đóng gói tạo axit axetic; khoảng trống do ép không hoàn chỉnh |
| Điểm nóng | Dòng rò ngược cao; nhiễm bẩn hoặc vùng dòng thấp cục bộ; ngón tay bị gãy và vết nứt vi mô tạo ra sự không khớp dòng điện | Không khớp dòng điện trong chuỗi; chọn diode bỏ qua sai hoặc mối hàn nguội; che bóng hoặc bụi bẩn bên ngoài duy trì |
| Vết nứt vi mô (phát hiện bằng EL) | Độ giòn của tấm wafer mỏng; ứng suất dư từ in và thiêu kết; hư hỏng do xử lý trong quá trình cắt, phân loại và vận chuyển | Áp lực ép không đều; ứng suất kéo từ hàn dải; ứng suất trong quá trình đóng khung, xử lý và tải trọng cơ học; ứng suất làm nguội sau khi ép |
| Suy giảm UV | Lớp phủ chống phản xạ có độ ổn định UV không đủ; sự dịch chuyển chỉ số khúc xạ làm tăng hấp thụ quang học | Chất ổn định UV không đủ trong chất đóng gói hoặc tấm lưng; ố vàng làm giảm truyền qua; nứt tấm lưng cho phép hơi ẩm xâm nhập |
| Chu kỳ nhiệt | Ứng suất dư trong pin; không khớp giãn nở nhiệt giữa kim loại hóa và silicon | Không khớp giãn nở giữa dải, pin, kính và chất đóng gói; mối hàn nguội tập trung ứng suất; ứng suất ép dư |
| Tác động mưa đá | Tấm wafer mỏng có độ bền va đập thấp; vết nứt vi mô đã có sẵn khi đến; ứng suất quy trình dư | Độ dày kính không đủ hoặc tôi luyện kém; chất đóng gói quá cứng hoặc quá mỏng để hấp thụ năng lượng; hỗ trợ khung yếu; khoảng cách pin không phù hợp |
| Tải cơ học | Vết nứt vi mô có sẵn; độ bền tấm wafer thấp dưới độ võng | Độ bền khung hoặc liên kết không đủ; thiết kế khoảng cách pin kém; độ cứng tấm lưng không đủ; ứng suất ép bên trong |
| Sương muối | Các ngón tay bạc và bạc-nhôm dễ bị tấn công bởi clorua; bảo vệ cạnh yếu; mật độ bột thiêu kết thấp | Anod hóa khung bị hư hỏng; niêm phong khung hoặc tấm lưng bị hỏng; khuyết tật niêm phong hộp nối; ăn mòn lớp phủ dải |
| Amoniac | Suy giảm kim loại hóa và thụ động hóa dưới amoniac cộng với hơi ẩm | Độ thấm của chất đóng gói và tấm lưng; phản ứng khung và vật liệu; thủy phân tăng tốc |
| Rò rỉ ướt và cách điện | Cách ly cạnh không hoàn chỉnh; cách điện cạnh không đủ; gờ và cạnh sắc gây phóng điện cục bộ | Các lớp cách điện không đủ hoặc bị ảnh hưởng bởi lỗ kim; điện trở nối đất khung quá cao; khoảng cách leo không đủ trong hộp nối |
| Bong tróc và độ bám dính | Năng lượng bề mặt thấp của lớp phủ pin tạo độ bám dính chất đóng gói yếu | Nhiệt độ, thời gian hoặc áp suất ép dưới mục tiêu; chuẩn bị bề mặt kính hoặc tấm lưng kém; không khớp công thức chất đóng gói |
Đọc xuống hai cột và sự phân chia là nhất quán: cột pin nói về chất lượng vật liệu và lịch sử nhiệt; cột mô-đun nói về giao diện, niêm phong, ứng suất và cửa sổ quy trình. Đó là quy tắc chẩn đoán thực tế mà bảng này thực sự mã hóa.
Những Gì Bạn Có Thể Kiểm Tra Nội Bộ, và Những Gì Bạn Không Thể
Hầu hết các nhà máy coi thử nghiệm độ tin cậy là điều xảy ra tại phòng thí nghiệm. Trong thực tế, sự phân chia là khác nhau, và biết ranh giới nằm ở đâu sẽ thay đổi tốc độ bạn có thể phản ứng với một hỏng hóc.
Các thử nghiệm cần buồng hoặc phòng thí nghiệm
Chu kỳ nhiệt, đông lạnh không ẩm, nhiệt ẩm, PID, sương muối, amoniac và tiền điều hòa UV đều yêu cầu buồng môi trường với kiểm soát hiệu chuẩn và thời gian chạy dài không giám sát. Không ai chạy những thử nghiệm này như kiểm tra sản xuất hàng ngày.
Các thử nghiệm bạn có thể và nên chạy trên dây chuyền
Các phép đo đọc số — bốn phép đo mà mọi thử nghiệm ở trên đều được đánh giá dựa theo — đều có khả năng đáp ứng sản xuất:
- Công suất IV và hiệu suất điện. Một máy mô phỏng cấp A+A+A+ và thiết bị kiểm tra IV cung cấp cho bạn phép đo công suất mà mọi kết quả thử nghiệm đều được biểu thị dựa theo. Các máy kiểm tra IV module XJCM-13A+, máy mô phỏng mặt trời OTMT-A và máy kiểm tra IV ST-TLD3A+ của chúng tôi được chế tạo để sử dụng trực tuyến hoặc ngoại tuyến ở tốc độ sản xuất.
- Điện phát quang. EL là cách thực sự phát hiện các vết nứt vi mô, ngón tay bị gãy, vùng không hoạt động và tế bào bị ảnh hưởng PID. Kiểm tra EL và VI trực tuyến, một trạm EL module độc lập như OEL-S2400và một thiết bị cầm tay để kiểm tra hiện trường hoặc kiểm tra khi nhận hàng là ba công việc khác nhau. máy kiểm tra EL cầm tay là thứ bạn dùng để kiểm tra các tế bào đến và các module trả về mà không phải dừng dây chuyền.
- Cách điện, hipot và thông mạch đất. Đây là các phép đo đọc số an toàn, và chúng đủ nhanh để chạy cho từng module. Máy kiểm tra an toàn toàn diện CHT9980A bao gồm hipot, cách điện và thông mạch đất trong một trạm; CHT9951A và CHT9930A bao gồm các chức năng riêng lẻ.
- Kiểm tra ngoại quan. Vẫn là một phép đo đọc số bắt buộc, và vẫn là phép đo rẻ nhất.
Kiểm tra nội bộ thực sự mang lại lợi ích ở đâu
Hai tình huống. Thứ nhất, khi khách hàng trả lại module hoặc một lô hàng thất bại tại điểm đến: có khả năng EL và IV của riêng bạn nghĩa là bạn có thể mô tả đặc tính lỗi trong vài giờ thay vì gửi mẫu đi và chờ đợi. Thứ hai, khi bạn thay đổi một vật liệu — một chất đóng gói mới, một tấm wafer mỏng hơn, một dải ribbon khác — so sánh IV và EL trước và sau trên dây chuyền của riêng bạn sẽ phát hiện các chế độ lỗi liên quan đến quy trình (lỗ hổng trong cán màng, ứng suất mối hàn, vết nứt do xử lý) rất lâu trước khi một thử nghiệm buồng thử có thể làm được.
Điều mà kiểm tra nội bộ không thể làm là thay thế các thử nghiệm buồng thử. Nó có thể cho bạn biết rằng có điều gì đó đã thay đổi; nó không thể cho bạn biết module hoạt động như thế nào sau 1.000 giờ ở 85 °C và 85 %RH.
Cách đọc một báo cáo độ tin cậy
Dù liên quan đến thử nghiệm nào, báo cáo chỉ có ý nghĩa nếu nó trả lời những câu hỏi sau:
- Quy trình nào và phiên bản nào? Số MQT và năm tiêu chuẩn. IEC 61215-2 đã được sửa đổi; kết quả không thể thay thế cho nhau giữa các phiên bản.
- Bốn phép đo đọc số trước và sau là gì? Công suất IV, EL, ngoại quan, điện trở cách điện. Chỉ đạt về công suất có thể che giấu một thay đổi EL dự báo lỗi hiện trường.
- Tiêu chí đạt là gì, và ai đặt ra nó? Tiêu chí tiêu chuẩn và tiêu chí khách hàng thường khác nhau. Giới hạn suy giảm công suất 5 % là phổ biến nhưng không phải phổ quát.
- Bao nhiêu mẫu, từ giai đoạn sản xuất nào? Kết quả từ ba module được chế tạo trong một buổi chiều là một mẫu của buổi chiều đó.
- Lỗi là gì, nếu có, và nó rơi vào phía nào của bảng? Đây là lúc sự phân chia tế bào so với module ở trên trở nên hữu ích: nó cho bạn biết ai cần hành động.
Câu hỏi thường gặp
IEC 61215 là tiêu chuẩn độ tin cậy hay tiêu chuẩn an toàn?
IEC 61215 là chứng nhận thiết kế và phê duyệt kiểu — nó xác lập rằng một thiết kế có thể chịu được các ứng suất được liệt kê. An toàn là IEC 61730. Một module cần cả hai, và đạt một cái không nói lên điều gì về cái kia.
Sự khác biệt giữa TC50 và TC200 là gì?
Chỉ là số chu kỳ, nhưng mục đích khác nhau. TC50 là thử nghiệm phát triển và sàng lọc dùng để phát hiện nhanh các vấn đề rõ ràng về vật liệu và mối hàn. TC200 là yêu cầu chứng nhận theo IEC 61215. Đạt TC50 không có nghĩa là đạt TC200.
Tại sao khách hàng yêu cầu PID ở 192 giờ khi tiêu chuẩn ngắn hơn?
Bởi vì thời lượng tiêu chuẩn được đặt làm mức sàn chứng nhận, và người mua quy mô tiện ích đã thấy các lỗi PID hiện trường mà một thử nghiệm ở mức sàn không dự báo được. PID mở rộng, thường ở điện áp cao và 85 °C / 85 %RH, là yêu cầu của chương trình khách hàng hoặc bên thứ ba chứ không phải yêu cầu IEC.
LID có quan trọng đối với module loại N không?
LID boron-oxy chủ yếu là vấn đề của loại P pha tạp boron. Các tế bào loại N như TOPCon và dị thể phần lớn không bị vấn đề này, đó là một lý do ngành đã chuyển hướng. Cơ chế suy giảm cần theo dõi trên loại N là LeTID, nơi hành vi hydro thay vì các phức hợp boron-oxy dẫn dắt tổn thất.
Chúng ta có thể chứng nhận một module mà không có buồng thử không?
Không. Các thử nghiệm buồng thử chính là chứng nhận. Điều bạn có thể làm mà không có buồng thử là phát hiện sớm các chế độ lỗi do quy trình gây ra, bằng EL và IV, và tránh vận chuyển các module sẽ thất bại trong thử nghiệm buồng thử mà khách hàng của bạn sẽ chạy.
Nội dung về nguyên nhân lỗi trong bài viết này đến từ đâu?
Danh sách thử nghiệm tổng hợp và các nguyên nhân lỗi phía tế bào so với phía module được lấy từ tuyển tập ngành công nghiệp Trung Quốc do 新能供应链xuất bản, với các ký hiệu tiêu chuẩn được chỉnh sửa theo danh sách quy trình IEC 61215-2. Các số liệu về mức độ nghiêm trọng và tiêu chí đạt được trích dẫn ở đây là các giá trị điển hình của ngành, không thay thế cho văn bản tiêu chuẩn hoặc đặc tả khách hàng của bạn. Khi nguồn và tiêu chuẩn không nhất quán về các từ viết tắt, chúng tôi đã theo tiêu chuẩn và nói rõ ở trên.
