Các vết nứt siêu nhỏ trong pin mặt trời là một thách thức thường xuyên và phức tạp đối với các nhà sản xuất mô-đun quang điện mặt trời (PV) . Mặc dù rất khó để đánh giá chi tiết tác động của chúng đến hiệu quả tổng thể và tuổi thọ của tấm pin năng lượng mặt trời, nhưng chúng là một trong những nguồn chính gây ra sự cố hoặc thậm chí là các tế bào không hoạt động . Tuy nhiên, các vết nứt nhỏ gần như không thể tránh khỏi và – về lâu dài – sẽ ảnh hưởng đến hầu hết các tấm pin mặt trời, kể cả các tấm pin chất lượng cao. Chúng được kích hoạt bởi các yếu tố môi trường cơ học và hóa học gây ra căng thẳng cho bảng điều khiển hoạt động tại hiện trường, chẳng hạn như mưa đá, tuyết, nắng, gió và độ lạnh khắc nghiệt. Các yếu tố căng thẳng khác hướng đếnchu kỳ nhiệt của các tế bào liên quan đến việc co lại, mở rộng và uốn các điểm tiếp xúc kim loại, mối liên kết hàn và dây.
Tác động tiềm tàng của các vết nứt nhỏ pin mặt trời
Mặc dù chúng gần như không thể tránh khỏi về lâu dài, nhưng các tác động tiềm ẩn của chúng đặt ra một vấn đề khá nghiêm trọng cần được giải quyết và giảm thiểu càng sớm càng tốt – một yêu cầu chỉ đáp ứng đủ trong quá trình kiểm soát chất lượng ở nhiều nhà sản xuất.
Các vết nứt siêu nhỏ có thể có nhiều nguồn gốc khuyết tật khác nhau và dẫn đến các kết quả khá “mềm” như làm giảm năng suất bóng của các phần của tế bào bị ảnh hưởng cho đến các tác động nghiêm trọng hơn liên quan đến giảm dòng điện ngắn mạch và hiệu suất của tế bào .
Các vết nứt nhỏ thường là kết quả của lực cơ học hoặc ứng suất nhiệt. Trong quá trình sản xuất, các vết nứt nhỏ thường xảy ra nhất trong quá trình cán tấm panel, đặc biệt là khi sử dụng một số loại màng EVA có khả năng chống thấm ẩm yếu. Nếu trong những trường hợp như vậy, dù hơi ẩm xuất hiện nhưng nó không thể dễ dàng bay hơi, điều này đặc biệt có vấn đề ở các khu vực và môi trường nóng. Trong những trường hợp như vậy, hơi ẩm có thể đi qua các vết nứt nhỏ ở mặt trước của tấm laminate, sau đó là quá trình oxy hóa các ngón tay tiếp xúc.
Các vết nứt siêu nhỏ pin mặt trời đơn tinh thể
Các vết nứt siêu nhỏ cũng có thể xảy ra trong quá trình hàn pin mặt trời thủ công khi độ giãn nở nhiệt khác nhau của đồng và các phần tử silicon phát triển ở nhiệt độ trên 300 °C. Sự chênh lệch nhiệt độ đó có thể dẫn đến sự hình thành các vết nứt vi mô trên bề mặt nền và do đó làm cho điện trở của tế bào cao hơn. Các vết nứt có khả năng phát triển trong thời gian hoạt động lâu hơn và do đó mở rộng tác động xấu của chúng đến chức năng và hiệu suất của mô-đun quang điện, cũng có khả năng gây ra các điểm nóng. Các vết nứt nhỏ không bị phát hiện có thể dẫn đến tuổi thọ hiện trường thấp hơn dự kiến. Chúng khác nhau về kích thước, vị trí trên tế bào và chất lượng tác động.
Kiểm tra ELCD – tế bào khuyết tật một cách tối ưu, kiểm tra ELCD được thực hiện một lần trước quá trình cán để các tế bào năng lượng mặt trời bị lỗi có thể được thay thế và sau đó làm lại sau khi cán (cẩn thận). Quy trình này tốn kém thời gian và nhân lực mà không phải tất cả các nhà sản xuất PV đều sẵn sàng đầu tư vào chất lượng của các tấm pin mặt trời do họ sản xuất.
Làm thế nào để tìm và loại bỏ các vết nứt siêu nhỏ pin mặt trời?
Có nhiều phương pháp kiểm tra chất lượng khác nhau để xác định các vết nứt nhỏ, trong đó kiểm tra phát hiện vết nứt bằng điện phát quang (ELCD) là một trong những phương pháp được áp dụng nhiều nhất. Mặc dù ít phổ biến hơn, ELCD cũng có thể được gọi là “quét tia x tấm pin năng lượng mặt trời “. Kiểm tra ELCD có thể phát hiện các khuyết tật ẩn mà trước đây không thể theo dõi được bằng các phương pháp kiểm tra khác, chẳng hạn như chụp ảnh hồng ngoại với máy ảnh nhiệt, kiểm tra trực quan hoặc kiểm tra đèn flash . Đây là một quá trình đo lường hình ảnh cho phép nhìn trực tiếp vào các tế bào của mô-đun PV và xác định vị trí các khuyết tật tiềm ẩn vốn có. Nhìn bằng mắt thường, các vết nứt nhỏ trong một số trường hợp có thể xuất hiện dưới dạng cái gọi là đường mòn về cấu trúc tế bào. Tuy nhiên, các vết ốc – như một dấu hiệu tác động lâu dài – cũng có thể là kết quả của quá trình hóa học khiến bề mặt tế bào thay đổi và / hoặc các điểm nóng. Do đó, việc kiểm tra trực quan các mô-đun PV không phải là một phương pháp hiệu quả để xác định các vết nứt vi mô và không nên thay thế việc kiểm tra ELCD kỹ lưỡng.
