光伏组件的湿热老化测试方法与流程

1.本发明涉及光伏技术领域，更具体地，涉及一种光伏组件的湿热老化测试方法。


背景技术：

2.目前，光伏制造企业在更新新材料或对产品进行改良升级时，为了验证材料或新产品的工艺可靠性，需要做一系列的可靠性试验，以保证光伏组件的寿命达到25年以上。其中湿热试验(dh)作为一项重要的老化测试，其测试条件为温度85℃和湿度85％，通过湿热试验对光伏组件产品各组成部分及封装的抗湿热老化性能进行系统的评估分析，进而对其进行改善，提升产品整体性能。
3.目前湿热测试均使用常规光伏组件产品，材料使用量较大，测试费用较高；且测试时间较长(1000h-2000h)，整个验证周期长达4-5个月，验证效率极低，这对于新材料或新工艺的更新极其不利，经常因为湿热试验延长整个导入周期和不合适方案的剔除速度过慢。
4.因此，亟需提供一种能够提高光伏组件的湿热老化测试效率的方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种光伏组件的湿热老化测试方法，能够快速有效的测试光伏组件的可靠性，提高了光伏组件的湿热老化测试的效率和时效性。
6.基于此，本发明提供了一种光伏组件的湿热老化测试方法，包括：
7.制备样品的步骤，包括：提供裸电池片，所述裸电池片包括相对设置的正面和背面；在所述裸电池片的正面焊接焊带，得到样品；
8.样品测试的步骤，包括：对所述样品进行初始测试得到初始测试结果，所述初始测试包括功率测试、pl测试和el测试；将初始测试后的所述样品放入湿热老化箱进行测试，设定所述湿热老化箱的测试条件为：测试温度85
±
1℃、相对湿度85
±
1％、测试时间24h；
9.样品结果分析的步骤，包括：对所述样品进行后检测得到后测试结果，所述后检测包括功率测试、pl测试和el测试，根据所述初始测试结果和所述后测试结果，计算衰减值。
10.可选的，所述衰减值等于(初始测试结果-后测试结果)/初始测试结果。
11.可选的，重复所述样品测试的步骤4-8次。
12.可选的，所述裸电池片正面包括主栅线，所述焊带与所述主栅线一一对应，与所述主栅线电连接。
13.可选的，所述焊带的数量大于等于5小于等于20。
14.可选的，所述焊带的长度不大于所述裸电池片的边长。
15.可选的，制备样品的步骤还包括，在所述裸电池片的背面焊接焊带。
16.可选的，所述裸电池片背面焊接焊带的数量不小于3。
17.可选的，所述焊带在助焊剂中浸泡后与所述裸电池片焊接。
18.可选的，将初始测试后的所述样品放入湿热老化箱进行测试，所述样品与所述湿热老化箱内壁的距离不小于10
㎝
。
19.另一方面，本发明还提供了一种光伏组件的检测方法，用于测定上述样品的初始测试结果和后测试结果，包括：将测试探针与所述焊带相接触并导通，所述测试探针的下压方向与所述样品上的主栅线所在方向相一致。
20.与现有技术相比，本发明提供的光伏组件的湿热老化测试方法，至少实现了如下的有益效果：
21.本发明通过在裸电池片的表面焊接焊带形成待测样品，对待测样品进行湿热老化测试以此直接评估光伏组件核心部件电池的耐水汽性能，迅速快捷进行耐老化数据反馈，能够给裸电池片端进行工艺优化调整、银浆等材料选型提供数据支撑，省去了需要对光伏组件进行长时间dh评测的步骤。
22.使用裸电池片焊接焊带的模式，更真实的接近实际产品中电池片的状态，且由于不使用任何封装材料封装，提升了样品的腐蚀速度，加速了实验进程，实现了更有效的优化电池工艺及耐老化性能的测试机制，节省了大量的测试资源。本发明通过直接使用裸电池片焊接焊带的方式进行测试，省去了大量的电器连接及辅材封装，配合现有的电池片测试资源，使得测试更为准确，并为探究电池片的工艺改善，排除了其他辅材的影响，更为直接的评估电池片相关的耐湿热老化因素。
23.当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
24.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
25.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
26.图1是本发明提供的一种光伏组件的湿热老化测试方法的流程图；
27.图2是相关技术中的光伏组件的结构示意图；
28.图3是本发明提供的一种裸电池片的平面结构示意图；
29.图4是本发明提供的一种样品的截面图。
具体实施方式
30.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
31.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
32.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
33.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.结合图1，图1是本发明提供的一种光伏组件的湿热老化测试方法的流程图，本实施例的光伏组件的湿热老化测试方法包括以下步骤：
36.s1，制备样品的步骤，包括：提供裸电池片，裸电池片包括相对设置的正面和背面；在裸电池片的正面焊接焊带，得到样品；
37.s2，样品测试的步骤，包括：对样品进行初始测试得到初始测试结果，初始测试包括功率测试、pl测试和el测试；将初始测试后的样品放入湿热老化箱进行测试，设定湿热老化箱的测试条件为：测试温度85
±
1℃、相对湿度85
±
1％、测试时间24h；
38.s3，样品结果分析的步骤，包括：对样品进行后检测得到后测试结果，后检测包括功率测试、pl测试和el测试，根据初始测试结果和后测试结果，计算衰减值。
39.可选的，相关技术中湿热老化的测试条件为测试温度85℃、相对湿度为85％，本发明中的测试条件同样也为测试温度85℃、相对湿度为85％，但是本发明中允许有轻微误差，即测试条件为：测试温度85
±
1℃、相对湿度85
±
1％。
40.本发明中的裸电池片是指未经过封装也未焊接焊带的电池片。
41.在相关技术中为了减少湿热老化测试的时间，采用对裸电池片进行湿热老化测试的方法来表征光伏组件的耐湿热老化性能。参照图2，图2为相关技术中的光伏组件结构的示意图。图2中的光伏组件000包括多个阵列排布的裸电池片03，裸电池片03位于第一封装层02和第二封装层04之间，光伏组件000的正面为玻璃01、背面为背板05。光伏组件还包括焊带(图中未示出)，焊带的一端与一个裸电池片的正面的主栅线连接，另一端与相邻裸电池片背面的主栅线连接。参照表1，表1是对裸电池和光伏组件进行湿热老化测试的对比结果。
42.表1：对裸电池和光伏组件进行湿热老化测试的对比结果
[0043][0044]
表1中，分别对对比样品1、对比样品2、对比样品3的裸电池片及对比样品1、对比样品2和对比样品3对应的光伏组件进行湿热老化测试。通过比对，从表1中可以看出，对裸电池进行湿热老化测试时的衰减小于封装后光伏组件的衰减，只测试裸电池片的方法不能很好的反应光伏组件产品的湿热水汽腐蚀情况，因此仅以裸电池片进行湿热老化测试来表征光伏组件的耐湿热老化性能是不准确的。
[0045]
本发明通过在裸电池片上焊接焊带得到样品，并对该样品进行湿热老化测试，以此反映光伏组件核心部件的耐湿热老化性能。具体的，在裸电池片的正面焊接焊带，以得到待测样品；对待测样品进行初始测试，初始测试的测试项目包括功率测试、pl测试和el测试，可选的，功率测试、pl测试和el测试采用相关技术中的方法进行测试，这里不做具体限定，进行初始测试后的样品放入湿热老化箱进行湿热老化测试，测试温度设定为85
±
1℃、相对湿度85
±
1％、测试时间24h，对湿热老化测试后的样品进行后检测，后检测包括功率测
试、pl测试和el测试，根据初始测试结果和后测试结果计算衰减值。
[0046]
本发明通过在裸电池片的表面焊接焊带形成待测样品，对待测样品进行湿热老化测试以直接评估光伏组件核心部件电池片的耐湿热老化性能，迅速快捷进行耐老化数据反馈，能够给电池片端进行工艺优化调整、银浆等材料选型提供数据支撑，省去了需要对光伏组件进行长时间dh测试的步骤。
[0047]
使用裸电池片焊接焊带的模式，更真实的接近实际产品中电池片的状态，且由于不使用任何封装材料封装，提升了样品的腐蚀速度，加速了实验进程，实现了更有效的优化电池工艺及耐老化性能的测试机制，节省了大量的测试资源。
[0048]
当然本发明由于直接使用裸电池片焊接焊带进行测试，也省去大量的电器连接，配合现有的电池片测试资源，使得测试更为准确，并为探究电池片的工艺改善，排除了其他辅材的影响，更为直接的评估电池片相关的耐湿热老化因素。
[0049]
本实施例中为了验证本发明的湿热老化测试方法的可靠性，进行了验证实验：
[0050]
验证实验1：取同批次的多个p型裸电池片，分为等数量的第一份和第二份，第一份为本技术的样品，第二份为光伏组件，在第一份p型裸电池片的正面焊接了焊带，按照上述湿热老化测试方法进行测试，得到dh1000的衰减率为3.09％。参照表2，表2是p型光伏组件进行湿热老化测试的结果。
[0051]
表2：p型光伏组件进行湿热老化测试的结果
[0052][0053]
如表2所示，第二份p型裸电池片等分成数量相同的三份，一份p型裸电池片在单面封装了eva(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物)，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为2.42％，一份p型裸电池片在双面分别封装eva，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为2.57％(正面)和2.96％(背面)，一份p型裸电池片在双面分别封装poe(乙烯-辛烯共聚物)，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为1.68％(正面)和1.98％(背面)。
[0054]
验证实验2：取同批次的多个n型裸电池片，分成相同数量的两部分，第一份为本技术的样品，第二份为光伏组件；将第一份分为等数量的三份，其中一份n型裸电池片焊接焊带，浆料采用的是第一种，进行湿热老化测试后dh200的衰减率为3.6％、dh400的衰减率为5.94％、dh1000的衰减率为8.25％；一份n型裸电池片焊接焊带，浆料采用的是第二种，进行湿热老化测试后dh200的衰减率为1.44％、dh400的衰减率为2.03％、dh1000的衰减率为3.51％；一份n型裸电池片焊接焊带，浆料采用的是第三种，进行湿热老化测试后dh200的衰减率为0.98％、dh400的衰减率为1.34％、dh1000的衰减率为1.72％。参照表3，表3是n型光伏组件进行湿热老化测试的结果。
[0055]
表3：n型光伏组件进行湿热老化测试的结果
[0056][0057]
如表3所示，将第二份分为等数量的三份，其中一份n型裸电池片双面采用poe封装，浆料采用的是第一种，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为3.16％(正面)和1.00％(背面)；一份n型裸电池片双面采用poe封装，浆料采用的是第二种，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为4.82％(正面)和2.46％(背面)；另一份n型裸电池片双面采用poe封装，浆料采用的是第三种，进行湿热老化测试后dh1000的衰减率为6.24％(正面)和3.60％(背面)。
[0058]
从以上数据可知，本技术的在裸电池片上焊接焊带的dh测试结果和光伏组件的dh测试结果能较好对应，由此也证实本技术中以裸电池片上焊接焊带的耐湿热老化性来反映光伏组件的耐湿热老化性是可靠的。
[0059]
在一些可选的实施例中，衰减值等于(初始测试结果-后测试结果)/初始测试结果。
[0060]
可以理解的是，若初始测试结果为a1，后测试结果为a2，那么衰减值k＝(a1-a2)/a1，当衰减值得到预设阈值时则表明光伏组件衰减较大，光伏组件已经失效了，例如预设阈值为10％，若衰减值大于等于10％，则光伏组件失效，当然也可以观察衰减部位，分析失效模式。
[0061]
在一些可选的实施例中，重复样品测试的步骤4-8次。
[0062]
可以理解的是，进行一次样品测试的时间为24h，通常24h衰减值较小，不能够明显的测试出光伏组件失效模式，所以需要对样品进行测试进行多次重复，例如重复样品测试的步骤4次，即dh96，重复样品测试的步骤8次，即dh192，当重复次数在4-8次之间时基本能够达到光伏组件失效的衰减值，通过较短的测试时间直接评估光伏组件核心部件裸电池片的耐湿热老化性能，迅速快捷进行耐老化数据反馈，省去了需要对光伏组件进行长时间dh评测的步骤。
[0063]
可选的，根据测试结果，对标根据大量实验结果制定的失效标准(即预设阈值)，对样品进行是否失效评判，并可根据老化失效模式对电池工艺进行优化，对比所用材料的优劣，对材料进行选型。
[0064]
在一些可选的实施例中，参照图3，图3是本发明提供的一种裸电池片的平面结构示意图，图4是本发明提供的一种样品的截面图。电池片10正面101包括主栅线1，焊带11与主栅线1一一对应，与主栅线1电连接。
[0065]
图4中仅示出了相邻裸电池片之间具有间隔的情况，当然也可以相邻裸电池片的端部重叠的情况，即叠焊的情况。
[0066]
可选的，主栅线1沿行方向x排布列方向y延伸，裸电池片10的正面101还具有沿行方向x延伸列方向y排布的副栅线2，主栅线1和副栅线2相交。
[0067]
可选的，焊带的直径可以在0.15-0.4mm之间，更接近光伏组件实际产品中的焊带
的直径。
[0068]
本发明中通过在裸电池片10的正面101焊接焊带11得到样品，当然，焊带11是与裸电池片10正面101的主栅线1一一对应连接的，可选的，如图4所示，焊带11还可与相邻裸电池片10背面102的主栅线连接。本发明对样品进行测试以此反映光伏组件的耐湿热老化性，省去了需要对光伏组件进行长时间dh评测的步骤。使用裸电池片焊接焊带的模式，更真实的接近实际产品中裸电池片的状态，且由于不使用任何封装材料封装，提升了样品的腐蚀速度，加速了实验进程，发挥了更有效的优化电池工艺及耐老化性能的测试机制，节省了大量的测试资源。
[0069]
在一些可选的实施例中，焊带的数量大于等于5小于等于20。
[0070]
可以理解的是，相关技术中裸电池片的尺寸越来越大，对应的电流也越来越高，内部损失也越来越多，为减少电流带来的损失，通常会采用增加主栅线数量的方式，主栅线的增多可以有效降低内部损失，本实施例中焊带的数量与主栅线的数量对应，主栅线的数量大于等于5小于等于20，所以焊带的数量也大于等于5小于等于20，由此能够降低裸电池片内部损失。
[0071]
在一些可选的实施例中，焊带的长度不大于裸电池片的边长。
[0072]
可以理解的是，光伏组件的产品中焊带的长度是不大于裸电池片的边长的，所以本实施例的样品中焊带的长度也不大于裸电池片的边长，由此能够更接近实际产品中光伏组件的状态。
[0073]
在一些可选的实施例中，制备样品的步骤还包括，在裸电池片的背面焊接焊带。
[0074]
上述步骤s1中，在制备样品时，同时可以在裸电池片的背面焊接焊带。可以理解的是，裸电池片的正面是水汽的主要影响面，裸电池片的背面为非主要水汽影响面。本实施例中，在裸电池片的背面焊接焊带的目的是为了保证裸电池片的平整，防止仅在裸电池片的正面焊接焊带造成裸电池片翘曲，影响测试的准确性。
[0075]
发明人同样对裸电池片的正面和背面均焊接了焊带的样品进行了测试，以p型为例，湿热老化测试后dh1000的衰减率为1.21％，该dh测试结果和光伏组件的dh测试结果也能较好对应，也证实本技术中以裸电池片的正面和背面焊接焊带的耐湿热老化性来反映光伏组件的耐湿热老化性是可靠的。
[0076]
在一些可选的实施例中，电池片背面焊接焊带的数量不小于3。
[0077]
可以理解的是，为了保证裸电池片的平整，防止仅在裸电池片的正面焊接焊带造成翘曲，影响测试的准确性，在裸电池片背面焊接焊带的数量最少为3个，当然这3个焊带可以排布在裸电池片的两侧边缘以及裸电池片的中间，由此能够很好的保证裸电池片的平整。可选的，裸电池片背面焊接焊带的数量越多裸电池片越平整，当然，裸电池片背面焊接焊带的数量不能够过多，否则会增加成本。
[0078]
在一些可选的实施例中，焊带在助焊剂中浸泡后与裸电池片焊接。
[0079]
可选的，还可以通过喷洒助焊剂的方式将焊带与裸电池片焊接，这里不做具体限定。这里的焊带可以是与裸电池片正面焊接的焊带，也可以是与裸电池片背面焊接的焊带。
[0080]
在光伏组件的生产过程中，需要使用助焊剂将焊带与裸电池片焊接，本实施例中将焊带在助焊剂中浸泡后，通过及其焊接或人工焊接在主栅线处，实现焊带与裸电池片焊接，由此能够更接近实际产品中光伏组件的状态。
[0081]
在一些可选的实施例中，将初始测试后的样品放入湿热老化箱进行测试，样品与湿热老化箱内壁的距离不小于10
㎝
。
[0082]
可以理解的是，湿热老化箱内壁处的温度与湿热老化箱中内部的温度会有误差，通常湿热老化箱靠近内壁的温度高于湿热老化箱中部的温度，所以样品与湿热老化箱内壁之间具有一定的距离，这样保证不同样品之间的温度环境是一致的。
[0083]
本实施例中样品与湿热老化箱内壁的距离不小于10
㎝
，能够确保样品之间的湿热环境是一致的，测试结果更准确。
[0084]
另一方面，本实施例还提供了一种光伏组件的检测方法，用于测定上述任一的样品的初始测试结果和后测试结果，包括：将测试探针与焊带相接触并导通，测试探针的下压方向与样品上主栅线所在方向相一致。
[0085]
可以理解的是本发明中的样品是在裸电池片上焊接焊带，而裸电池片是具有主栅线1的(参照图3)，主栅线1沿列方向y延伸，主栅线1包括多个并联的正极主栅线和多个并联的负极主栅线。当然，测试初始测试结果和后测试结果的方式是相同的。本实施例中采用探针下压的方式实现测试仪与样品电性连接，连接时将测试仪的一个测试探针与裸电池片上正极主栅线对应的焊带电性接触，将测试仪的另一个测试探针与裸电池片上负极主栅线对应的焊带电性接触，实现了测试仪与光伏组件的电性连接，通过测试仪对样品进行上电测试，当然这里的上电测试包括上述的功率测试、pl测试和el测试。
[0086]
通过上述检测方法，记录对应的初始测试结果及后测试结果，并计算衰减值。
[0087]
通过上述实施例可知，本发明提供的光伏组件的湿热老化测试方法，至少实现了如下的有益效果：
[0088]
本发明通过在裸电池片的表面焊接焊带形成待测样品，对待测样品进行湿热老化测试以此直接评估光伏组件核心部件电池的耐水汽性能，迅速快捷进行耐老化数据反馈，能够给裸电池片端进行工艺优化调整、银浆等材料选型提供数据支撑，省去了需要对光伏组件进行长时间dh评测的步骤。
[0089]
使用裸电池片焊接焊带的模式，更真实的接近实际产品中电池片的状态，且由于不使用任何封装材料封装，提升了样品的腐蚀速度，加速了实验进程，实现了更有效的优化电池工艺及耐老化性能的测试机制，节省了大量的测试资源。本发明通过直接使用裸电池片焊接焊带的方式进行测试，省去了大量的电器连接及辅材封装，配合现有的电池片测试资源，使得测试更为准确，并为探究电池片的工艺改善，排除了其他辅材的影响，更为直接的评估电池片相关的耐湿热老化因素。
[0090]
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。