Как микротрещины в солнечных панелях влияют на производительность?
Apr 16, 2025| 
Поскольку мир уделяет все больше внимания возобновляемым источникам энергии, солнечные батареи широко используются в жилых, промышленных, сельскохозяйственных и общественных объектах в качестве чистого и эффективного инструмента преобразования энергии. Однако во время долгосрочной эксплуатации или транспортировки и установки солнечных панелей может возникнуть структурный дефект, который трудно обнаружить невооруженным глазом, но представляет потенциальную угрозу для производительности - микротрещины. Хотя микротрещины не так очевидны, как макро -трещины и не вызывают сбой оборудования, они оказывают важное влияние на эффективность выработки электроэнергии и срок службы солнечных батарей.
Микротрезки относятся к тонким трещинах, которые появляются на поверхности или внутри солнечных материалов, и их размер обычно находится на миллиметре или даже меньше. Поскольку основная единица фотоэлектрической конверсии солнечной панели состоит из поликристаллических кремниевых или монокристаллических кремний, эти материалы обладают хорошими фотоэлектрическими свойствами, но являются относительно хрупкими и подверженными микротрещины при стрессе.
В отличие от макро -трещин, которые видны невооруженным глазом, микротрещины обычно трудно обнаружить с помощью обычного визуального осмотра, и их необходимо идентифицировать с помощью профессионального тестирования оборудования. Микротрезки распространены в середине, краевой точке, точке сварки и границе раздела между ламинированными материалами ячейки, особенно в области сварочного соединения.
Хотя это может не вызвать очевидную потерю производительности солнечной панели на ранней стадии, эти микротрещины могут постепенно расширяться с течением времени, влияя на текущий путь передачи ячейки и даже вызывая локальные тепловые повреждения.
Как происходят микротрещины?
Проблемы с напряжением в процессе производства: в процессах нарезки, сварки и ламинирования тепловые и механические напряжения, применяемые различными процессами, могут вызывать локальные трещины в кремниевой пластине. Например, из -за различных коэффициентов термического расширения сварной головки и клетки во время сварки напряжение растягивания легко генерируется на стадии охлаждения.
Механический шок во время транспортировки и установки: если солнечная панель подвергается воздействию, вибрируемой или неравномерно нанесенной во время транспортировки или обработки, легко вызвать микротрещины внутри ячейки, особенно более тонкие и более легкие панели более чувствительны.
Усталостное стресс, вызванный экстремальным климатом: во время долгосрочной работы солнечные батареи должны сталкиваться с экологическими проблемами, такими как горячие и холодные циклы, воздействие града, сильные ветры или снег. Эти климатические условия могут вызывать повторные циклы термического расширения и сокращения материалов, что приводит к усталости и в конечном итоге микротрещин.
Начальное воздействие: путь тока блокируется, локальный короткий замыкание
Микроселки могут отключить или блокировать путь потока электронов в ячейке, что приводит к неравномерному току или обходу тока, что приводит к повышению локального сопротивления.
Среднесрочное воздействие: повышенный риск эффекта горячей точки
В некоторых областях микротрещины концентрированный поток тока образовает «горячую точку», локальная температура будет повышаться, а в тяжелых случаях он может даже сжечь клетку или точку сварки, влияя на общую безопасность солнечной панели.
Долгосрочное воздействие: непрерывное снижение мощности, влияя на общую эффективность системы
По мере расширения микротрещин число поврежденных клеток увеличивается, что приведет к снижению выходной мощности. Исследования показали, что небольшая микротретка может привести к снижению эффективности одной ячейки на 5% до 20%, что влияет на производительность производства электроэнергии всей солнечной панели или даже всю фотоэлектрическую систему.
Как обнаружить микротрещины в солнечных батареях?
EL (электролюминесценция) обнаружение:Обнаружение EL заключается в том, чтобы определить область, где передача тока блокируется с помощью электролюминесцентного изображения, излучаемого ячейкой после включения питания в темной среде. Микротрезки обычно появляются в виде темных линий или черных линий с четким распределением.
Инфракрасная тепловая визуализация:Монизируя распределение температуры на поверхности солнечной панели, можно найти локальные области повышения температуры, вызванные микротрещинами, а именно «горячими точками», которые подходят для быстрой проверки на месте.
Ультрафиолетовая технология визуализации:Эта технология косвенно отражает структурную целостность клетки, наблюдая за флуоресцентным распределением клетки при ультрафиолетовом свете, но ее способность идентифицировать меньшие области микротрещин немного уступает обнаружению EL.
Ограничения обнаружения и преимущества лабораторного обнаружения:На обнаружение на месте легко влияют свет, температура и окружающая среда, и существует определенная вероятность неправильного суждения; Хотя лабораторное обнаружение имеет высокую точность и низкую интерференцию и может использоваться для подтверждения и углубленного анализа.
Хотя микротрещины не являются заметными в солнечных батареях, их влияние на производительность является далеко идущим и кумулятивным. Улучшая качество материала, стандартизацию производственных процессов, оптимизации деталей транспортировки и установки и создания эффективной системы обнаружения и обслуживания, влияние микротрещин на эффективность солнечных систем может быть значительно снижено.