太陽電池組件壽命預測理論的研究及新的失效機理分析

《太陽電池組件壽命預測理論的研究及新的失效機理分析》是依託西安交通大學，由楊宏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：太陽電池組件壽命預測理論的研究及新的失效機理分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊宏
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

太陽電池組件質保壽命達25年，但最近出現的失效案例卻無法用現有理論解釋，特別是2011年，權威期刊上關於失效現象的解釋出現了針鋒相對的爭論，一些光伏電站也發現了新的失效事故。目前還沒有形成關於光伏組件的加速壽命試驗理論，僅有的定型試驗，在短時間內無法發現這些失效事故，更不能確定光伏組件能否達到預期壽命，因此迫切需要對新的失效現象進行科學解釋並建立壽命預測理論。本項目通過微觀分析及應力正交試驗，探索光伏組件的失效物理學，揭示新的失效現象蘊藏的科學問題，減小功率年衰減率，發展加速壽命試驗理論，為進一步進行可靠性增長研究、判斷太陽電池所用材料及工藝是否合格、進行壽命預測提供理論依據，從器件物理、結構和工藝實現等方面提高太陽電池組件的性能，為達到40年甚至更長的壽命奠定理論基礎。本項目可望獲得具有原始創新的失效機理和光伏組件壽命預測理論，這方面的研究也是國家自然科學基金今年優先支持的方向。

結題摘要

研究太陽電池組件壽命預測理論及失效機理分析對光伏科學的發展至關重要。在本項目中，我們從光伏器件物理、結構、工藝及套用出發，研究了晶體矽太陽電池材料中的雜質對組件壽命及可靠性的影響；研究了“Slug Trace”故障機理及對組件可靠性的影響，研究了晶體矽太陽電池焊接中碎片的形成及裂紋的傳播規律，研究了戶外工作條件下光伏組件中熱應力對組件可靠性的影響，研究了太陽電池電極附著力對組件可靠性的影響，研究了PID對光伏組件可靠性的影響，跟蹤測試了四類氣候區域光伏組件性能的變化，並通過加速壽命試驗得到了光伏組件功率衰減的規律，對一些失效現象進行了可靠性增長試驗。建立了光伏組件的失效物理學，揭示了新的失效現象蘊藏的科學問題。這些研究為光伏組件失效分析提供了理論基礎，為進一步延長光伏組件的壽命指出了方向，特別是關於電極的附著力指標已獲得光伏領域的認可並被用於實際生產，一些見解被寫入光伏專著。