宝力达周树东：光伏组件质量问题讨论

由中国机械工业联合会主办的2014中国光伏电站性能检测与质量评估技术研讨会于2014年10月31日在北京中国科技会堂举办，此次会议以“贯彻政策方针、遴选技术产品、确保电站质量”为主题。积极应对电站质量问题对于行业发展带来的挑战，参与《光伏电站性能检测与质量评估技术规范》的意见征求工作，贯彻落实《规范》的各项要求，以下是广州市宝力达电气材料有限公司总经理周树东，他演讲的主题是“组件质量问题讨论”。

周树东：大家好，我是广州市宝力达电气材料有限公司。从我进入光伏到现在也好几年了，讲讲我自己的一点体会，先给大家做点技术知识。首先是高分子材料，高分子材料实际上分两种，一种叫做热塑性，一种叫做热固性，热塑性实际上可以软化和熔化，热固性是加热固话之后不能反向恢复。一般来说聚合物材料都是作为绝缘材料来使用。再讲讲材料的导电性能和他他们之间的区别。材料的导电性能分为导体和半导体和绝缘材料。半导体最早做成二极管，他有他的特点，一个是光敏性，可以做成光敏电阻。第二就是光伏的应用，然后他还有一个热敏性，工作温度不能高，工作温度一高电阻力发生变化，就不能叫做半导体。

再来简单介绍一下电子信息与电工装备之间的区别，在国内我们一般是讲强弱电，强弱电的区分很简单，我们的电是作为能量还是用来作为信号的一个表征。电作为信号的表征比作为能量应用要早很多，像我们的无线电波，像我们的电话，因为电作为信号并不需要太大的能量，可以通过不同频率表达。电力应用不一样，我们电的发输配用都离不开我们的装备。只有等发电机、电动机、大型机械技术成熟以后，那么电才能作为能源真正走进千家万户。电信是信号的传播，电力是能量的传播。传输能量的电属于强电，不管他电压等级多高。对弱电来讲，电流不可能太大，电压也不会太高。而且我们的电子元器件是非常骄气的半导体材料，他只能在电子级的环境下生产和工作。对强电来说则是往高电压，大功率和更小的体积，效率更高，耐恶劣环境，生命周期更长濑发展。

从这里区分我们实际上可以看到电子和电工实际上是两个世界。光伏电池是半导体材料，而组件是装备制造业，这个我引用的标准是我们国家的一个标准，他是联合国的一个分类。这个就是上海自贸区引用一个负面清单的国家标准。这是组件一个简单的示意图，中间这个是各种电池片，实际上电池片跟组件的关系就像我们电机中硅钢片和电机关系一样是元件跟系统之间的关系。如果说你是硅钢片的专家，能做好电机那是不可思议的。

下面介绍相关的，刚才说了很多标准，包括企业的标准，包括行业的标准，国家的标准或者说IEEE的标准，但是我们制定标准或者说是执行标准的时候，应该一定要知道他知其然而且要知其所以然。这里列举一个组件标准UL1703，只要是光伏组件厂都非常熟悉的，这里面都是他的补充文件或者是附件。我们的IEC61215也是一个组件的标准，他归口为IEC TC82光伏能源系统标准化技术委员会，国内对口单位为半导体材料与设备标委会。由半导体材料的专家来讨论绝缘材料及组件，这是我们国内光伏行业的现状。

作为国标背板膜的起草者之一，经历了几年，去年瑞士IEC的年会上，我们做的背板膜的国标，受到了IECTC15的表扬。传统电工是不管电子这一块的，从去年开始经过几年的努力，EVA胶膜，Rv提升了一到两个数量级。在今年6月份我去美国第40届IEEE的论坛。从微小的电子伏特直接跨越到上百万兆瓦的能源行业，中间的断层非常明显。我的论文已被收录，由于涉及质量、表征、可靠性，他们都表达了极大关注。

下面具体讲讲组件我自己的一个看法，传统电工设备质量故障90%是由绝缘材料和绝缘结构破坏引起的，对光伏组件也不例外，大部分都是由EVA胶膜导致。实际上从刚刚图可以看到电池片跟组件的关系，EVA处于防洪第一线，我们要防止电的抛锚滴漏。几年前德国的光伏研究科学家测到了组件玻璃种NA+的迁移，并给出结论，由于NA+的迁移导致漏电流的其实NA+是受EVA漏的电流及直流电路形成的电场极化的双重结果而导致。你测到的是一个结果，因为我们真正做电工都知道我们的电工玻璃里面是无碱玻璃，就可以解释这一切。PID现象主要表现为电化学腐蚀，极化及离子迁移，根本原因是EVA膜中的杂志导致，不考虑电池片因素，如隐裂等等。

刚刚很多专家介绍了热斑，大家都说是遮挡、掩盖而导致，实际上背板膜和电池片之间也可能出现热斑，那是不存在任何遮挡。热斑的出现就跟我们电线电缆绝缘破坏，电路老化形成短路、击穿是一个道理。实际上这张图是透过玻璃看到的热斑，如果把玻璃换成背板，那么就会这个样子。因为玻璃是不会燃烧，我们的PEP背板在没有热源的情况下是不可能烧起来的。

下面再讲个光学性能的影响，我们封装材料要防止对光的吃拿卡要。蜗牛纹起因就是里面的氧化还原体系。国内的EVA厂家进行了各种各样测试，加入一些材料，很有可能导致蜗牛纹更多的形成。因为我们有时候用SEM扫描电子显微镜发现里面还有琉璃子。

第二个就是提高透光率，防止对光的截留。组件1到3年黄变，里面本身就有生色致色因子，较长时间以后有些厂家宣称他能够阻止。所有黄变都是随着时间变快或者变缓。这个随着老化的时间反而降低了，说明这个EVA胶膜里面有增白剂。效果虽然好，会不会带来别的问题，这个很难说。按照经验超过1000小时之后，他黄变只会加速。

第三个使用过期的胶膜或者是往里面掺入太多的回料。我们EVA真空层压很多，像摊大饼。你饼子加热不匀，有的地方熟，有的地方生是很正常的。会对组件的隐裂和以后的长期老化甚至热斑都会带来隐患，因为他没有代理一定的交联度。

实际上光伏是非常高科技的产业，他把非常微小的能量转换为电能，组件是光机电一体化的装备，只有清楚认识到电池与组件，元件与系统，电子与电工，半导体材料与用于光伏的导体，聚合物绝缘材料的不同之处，重视器件的设计和后端封装工艺，才能真正做好主线。第一个名字是John Bill Yerkes，第二是Dr.Richard M.Swanson，第三个是马丁格林。

这里是IEC在2012年世界标准日的一个宣传用语，增收节支，这样才能增加收益。我的报告完了，谢谢大家。（根据录音整理，未经本人审阅）