Kraftgenereringsprinsippet til solcelleceller
Arbeidsprinsippet til fotovoltaiske celler er basert på den fotoelektriske effekten, som betyr at når fotoner bestråles på halvledermaterialer, genereres elektronhullpar. Disse elektronene og hullene separeres under påvirkning av et elektrisk felt, og genererer en elektrisk strøm. Dens spesifikke arbeidsprosess kan forklares som følger:
Fotonabsorpsjon:Når sollys skinner på en fotovoltaisk celle, absorberer halvledermaterialer (som silisium) fotoner.
Generering av elektronhullpar:Når fotonenergien er større enn båndgapenergien til halvlederen, vil den eksitere elektroner til overgang fra valensbåndet til ledningsbåndet, og danne elektronhullpar.
Elektrisk feltseparasjon:Ved pn-krysset til battericellen skiller et innebygd elektrisk felt elektroner og hull, noe som får elektroner til å bevege seg mot n-området og hull til å bevege seg mot p-området.
Nåværende formasjon:I en ekstern krets strømmer elektroner gjennom ledninger for å danne strøm og elektrisk energi.
1. Hva er skjult sprekkdannelse i solcelleceller?
Mikrosprekker i fotovoltaiske celler refererer til små sprekker som finnes inne i eller på overflaten av cellen, som kanskje ikke er synlige for det blotte øye, men som kan ha en betydelig innvirkning på cellens ytelse og levetid.
a) Reduser effektivt kraftproduksjonsområde:Det skjulte sprekkområdet kan ikke effektivt delta i fotoelektrisk konvertering, noe som reduserer det effektive kraftgenereringsområdet til battericellen. Resulterer i en reduksjon i total kraftproduksjonseffektivitet.
b) Økende motstand:Skjulte sprekker kan føre til at lokal motstand øker, noe som gjør det vanskelig for elektroner å flyte jevnt i det skjulte sprekkområdet. Dette resulterer i en økning i seriemotstand, en reduksjon i fyllfaktoren (FF) til battericellene og en reduksjon i utgangseffekt.
c) Gjeldende misforhold:Skjulte sprekker kan forårsake ujevn strøm inne i battericellen, med noen områder med lavere strøm. Strømmisforhold i seriekoblede battericeller kan påvirke ytelsen til hele batteristrengen og redusere komponentutgang.
d) Hot spot-effekt:Den høye motstanden i det skjulte sprekkområdet kan forårsake lokal overoppheting og danne varme flekker. Hot spots kan skade battericeller eller forårsake brann, noe som alvorlig påvirker systemsikkerheten.
e) Akselerert aldring:Skjulte sprekker kan gjøre strukturen til battericellene mer skjør og utsatt for ytterligere skade fra ytre miljøer som temperaturendringer, mekanisk påkjenning osv. Levetiden til battericellene forkortes og deres langsiktige stabilitet reduseres.
f) Strømlekkasje:Skjulte sprekker kan føre til at strøm lekker fra det skjulte sprekkområdet, og danner unødvendige strømbaner. Resulterer i en reduksjon i den totale effektiviteten til battericellene og en reduksjon i produksjonen av elektrisk energi.
Årsaker til dannelsen av skjulte sprekker:
1) Stress under produksjonsprosessen:
a) Under skjæring, sveising og pakking av battericeller kan det oppstå mekaniske påkjenninger som fører til skjulte sprekker.
b) Under varmebehandlingsprosessen kan temperaturendringer forårsake termisk stress, som fører til skjulte sprekker.
2) Vibrasjon og slag under transport og håndtering
Under transport og håndtering kan battericeller utsettes for vibrasjoner og støt hvis de pakkes feil, og føre til skjulte sprekker.
3) Mekanisk belastning under installasjon: Feil drift, overdreven mekanisk kompresjon og strekking under installasjonen kan forårsake skjulte sprekker i battericellene.
4) Virkningen av miljøforhold
Under faktisk drift påvirkes battericellene av miljøfaktorer som temperaturendringer, vindbelastninger og snøbelastninger, noe som fører til skjulte sprekker.
Testmetode:
EL-test (elektroluminescenstest)
Prinsipp:Ved å bruke strøm sender battericellen ut lys, og ved å bruke et infrarødt kamera for å oppdage lysutslippet fra battericellen. De skjulte sprekkene vil vises som mørke flekker.
Fordeler:Den kan intuitivt vise distribusjonen og alvorlighetsgraden av skjulte sprekker.
Ulempe:Det må utføres under mørkeromsforhold og operasjonen er kompleks.
Prinsipp for infrarød termisk bildebehandling:Ved å oppdage det infrarøde termiske bildet av battericellen, identifiser det unormale temperaturområdet forårsaket av skjulte sprekker.
Fordeler:Den kan raskt og ikke-destruktivt oppdage store battericeller.
Ulemper:Høye krav til testutstyr og høye kostnader.
Fotoluminescens (PL) testing
Prinsipp:Bruk av laserbestråling for å oppdage fotoluminescensegenskapene til battericeller. Luminescensen ved den skjulte sprekken vil vise betydelige endringer.
Fordeler:Rask deteksjonshastighet, egnet for produksjonslinjeinspeksjon.
Ulempe:Den har høye krav til deteksjonsutstyr og miljø.
Ultralydtesting
Prinsipp:Bruker refleksjons- og overføringsegenskapene til ultralyd for å oppdage skjulte sprekker inne i battericellene.
Fordeler:Høy følsomhet for å oppdage skjulte sprekker, i stand til å oppdage mindre skjulte sprekker.
Ulemper:Utstyret er komplekst og krever faglig kompetanse for drift.
Hvordan forebygge hovedsakelig fra årsakene nevnt ovenfor
Forbedre produksjonsprosesser
Kutteprosess:Ikke-destruktiv skjæreteknologi brukes for å redusere generering av mekanisk stress.
Sveiseprosess:Optimaliser sveiseparametere for å redusere virkningen av termisk stress.
Pakkeprosess:Bruk av fleksible emballasjematerialer for å redusere virkningen av mekanisk stress.
Optimaliser transport og håndtering
Emballasje design:Bruk av støtabsorberende emballasjematerialer for å redusere vibrasjoner og støt under transport.
Driftsspesifikasjoner:Utvikle detaljerte spesifikasjoner for håndteringsoperasjoner for å redusere mekanisk skade under håndteringsprosessen.
Forholdsregler under installasjon
Profesjonell installasjon:Sørg for at installasjonspersonell har fått profesjonell opplæring for å unngå feil bruk som fører til skjulte sprekker.
Mekanisk beskyttelse:Under installasjonen, bruk beskyttelsesanordninger for å unngå skade på battericellene fra mekanisk påkjenning.
Miljøovervåking og vedlikehold
Miljøovervåking:Overvåk regelmessig driftsmiljøet til battericellene for å unngå skade fra ekstreme miljøer.
Regelmessig vedlikehold:Regelmessig vedlikehold og inspiser solcelleceller for raskt å oppdage og løse skjulte sprekkproblemer.