آزمونهای قابلیت اطمینان ماژول PV: فهرست کامل، هر آزمون چه چیزی را خراب میکند، و چه آزمونهایی را میتوانید در محل انجام دهید
فهرست مطالب
آزمون قابلیت اطمینان ماژول PV به یک فهرست ثابت از آزمونهای تسریعشده خلاصه میشود، که هر یک برای شکستن بخش خاصی از ماژول طراحی شده است، و هر یک از طریق همان چهار اندازهگیری خوانده میشود: توان IV، الکترولومینسانس، بازرسی چشمی و مقاومت عایقی. IEC 61215 خط پایه صلاحیت را تعیین میکند؛ مشخصات مشتری و برنامههای شخص ثالث مانند PVEL شدت را بر آن اضافه میکنند. در زیر فهرست کامل آزمونها، آنچه هر آزمون واقعاً در تلاش برای تخریب آن است، و اینکه کدام سمت ماژول — سلول یا لمینت — معمولاً ابتدا خراب میشود، آمده است.
ابتدا این را بخوانید: اختصارات استاندارد نیستند
پیش از جداول، یک هشدار که در جلسات تدارکات از سردرگمی زیادی جلوگیری میکند. اختصار صنعتی برای این آزمونها بهطور ناهماهنگ استفاده میشود، و برخی از آنها با استانداردی که ادعا میکنند به آن ارجاع میدهند در تناقض است.
IEC 61215-2 رویههای خود را بهعنوان موارد MQT شمارهگذاری میکند. موارد مرتبط عبارتند از:
| رویه IEC 61215-2 | شماره MQT |
|---|---|
| آزمون تحمل نقطه داغ | MQT 09 |
| آزمون چرخه حرارتی | MQT 11 |
| آزمون رطوبت-انجماد | MQT 12 |
| آزمون گرمای مرطوب | MQT 13 |
| آزمون جریان نشتی مرطوب | MQT 15 |
| آزمون بار مکانیکی | MQT 16 |
| آزمون تگرگ | MQT 17 |
| آزمون حرارتی دیود بایپس | MQT 18 |
حالا آن را با نحوهای که همان آزمونها معمولاً در بستههای پیشنهاد قیمت و گزارشهای داخلی نوشته میشوند مقایسه کنید:
- HF بهطور معمول برای معنی تگرگاستفاده میشود. در IEC 61215، HF چرخه رطوبت-انجماد است (MQT 12). ضربه تگرگ MQT 17 است و هیچ نامگذاری HF ندارد.
- DH گاهی برای معنی گرمای مرطوب با یک مرحله انجماداستفاده میشود. گرمای مرطوب MQT 13 است؛ مرحله انجماد آزمون جداگانه رطوبت-انجماد است (MQT 12).
- HS هم برای نقطه داغ و و همخیساندن رطوبتی
استفاده میشود، و خیساندن رطوبتی اصلاً نام رویه IEC 61215 نیست — رویه گرمای مرطوب استاندارد DH است. هیچکدام از اینها نکتهگیری بیمورد نیست. اگر مشخصات آزمون شما بگوید HF و تأمینکننده شما آن را رطوبت-انجماد بخواند در حالی که مشتری شما آن را تگرگ بخواند، تفاوت را در گزارش صلاحیت کشف خواهید کرد، نه در پیشنهاد قیمت.
شماره MQT را بنویسید، نه اختصار را.
| آزمونهای صلاحیت | آزمون | آنچه شبیهسازی میکند | شدت معمول |
|---|---|---|---|
| ارجاع IEC | چرخه حرارتی (TC) | نوسانات دمایی شبانهروزی و فصلی | MQT 11 |
| −40 °C تا +85 °C؛ 200 چرخه برای صلاحیت، 50 برای غربالگری | رطوبت-انجماد (HF) | انجماد-ذوب با حضور رطوبت | MQT 12 |
| چرخهای، با یک فاز انجماد پس از قرار گرفتن در رطوبت | گرمای مرطوب (DH) | اقلیم گرم و مرطوب ساحلی یا استوایی | MQT 13 |
| 85 °C / 85 %RH برای 1,000 h؛ مشتریان اغلب تا 2,000 h تمدید میکنند | تحمل نقطه داغ | سایهاندازی جزئی که یک سلول را به بایاس معکوس میراند | MQT 09 |
| یک سلول بهطور جزئی در 1 sun برای 5 h سایهاندازی شده | ضربه تگرگ | ضربه مکانیکی ناشی از یخ | MQT 17 |
| جرم و سرعت مشخص گلوله یخی در نقاط برخورد تعیینشده | بار مکانیکی | فشار باد و برف بر لمینت | MQT 16 |
| بار یکنواخت، معمولاً 2,400 Pa یا بیشتر، جلو و عقب | پیششرطی UV | سالها قرار گرفتن در معرض فرابنفش | دوز UV مشخص، جلو و عقب برای دووجهی |
| IEC 61215-2 | جریان نشتی مرطوب | یکپارچگی عایقی در شرایط مرطوب | MQT 15 |
| مقاومت عایقی اندازهگیریشده با ماژول خیس | حرارتی دیود بایپس | گرمایش دیود تحت جریان بایپس پایدار | MQT 18 |
جریان اجباری از طریق دیود با پایش دما دو نکته درباره این فهرست ارزش بیان صریح دارند. TC50 یک آزمون غربالگری برای توسعه داخلی است؛ TC200 همان چیزی است که صلاحیت نیاز دارد.
و DH1000 خط پایه صلاحیت است — مشتریای که DH2000 میخواهد، دو برابر قرار گرفتن در معرض را میخواهد، که یک تفاوت مهندسی واقعی است و نه یک تمرین کاغذبازی.
آزمونهای توسعهیافته و خاص بازار
| آزمونهای صلاحیت | اینها الزامات صلاحیت IEC 61215 نیستند. آنها از برنامههای شخص ثالث، مشخصات مشتری یا بازار مقصد میآیند، و جایی هستند که بسیاری از الزامات مناقصه واقعاً در آن قرار دارند. | دلیل درخواست آن |
|---|---|---|
| یادداشت | PID، مدتزمان تمدیدشده | تنش سیستم ولتاژ بالا، مهاجرت یون سدیم |
| برنامههای شخص ثالث معمولاً 192 h در 85 °C / 85 %RH با اعمال −1,000 V یا −1,500 V اجرا میشوند، در مقابل مدتزمان کوتاهتر استاندارد. اغلب در مناقصات مقیاس شهری خواسته میشود | گرمای مرطوب، تمدیدشده | دو برابر قرار گرفتن در معرض صلاحیت |
| خوردگی ناشی از پاشش نمک | تأسیسات ساحلی و فراساحلی | IEC 61701 — به فلزیسازی، قابها و اتصالات بینسلولی حمله میکند |
| خوردگی ناشی از آمونیاک | سایتهای مجاور کشاورزی و دامداری | IEC 62716 — به فلزیسازی، ماده کپسولهکننده و قاب حمله میکند |
| شن و گرد و غبار | سایتهای بیابانی و خشک | سایش پوشش ضدبازتاب و شیشه، بههمراه تجمع |
| بار برف | بار استاتیک پایدار، نه چرخهای | خمش استاتیک طولانیمدت بهجای چرخههای مکرر |
| غوطهوری | کاربردهای در معرض خطر سیل و شناور | شکست کامل آببندی، حالت خرابی است |
| ضربه / موج | گذرهای گذرای ناشی از صاعقه | حفاظت جعبه اتصال و فاصله عایقی |
آنچه واقعاً خراب میشود: سمت سلول در برابر سمت ماژول
این بخشی است که در تولید بیشترین اهمیت را دارد، زیرا به شما میگوید آیا یک خرابی به تأمینکننده سلول شما اشاره میکند یا به خط لمینت و مونتاژ خودتان. جدول زیر علل خرابی گزارششده در یک مجموعه صنعتی چینی از این آزمونها را تجمیع کرده و بر اساس آزمون بازسازماندهی شده است.
| آزمونهای صلاحیت | علل سمت سلول | علل سمت ماژول |
|---|---|---|
| تخریب ناشی از نور (LID) | کمپلکسهای بور-اکسیژن فعالشده توسط نور در سیلیکون آلایششده با بور؛ محتوای اکسیژن بالا؛ خارج از پنجره بودن تفجوشی و بازپخت؛ آلودگی فلزی در ویفر | دمای لمینت و پخت که وضعیت بازپختشده سلول را تغییر میدهد؛ محیط هیدروژنی نامطلوب درون لمینت که فعالسازی نقص را تسریع میکند |
| LeTID، تخریب مرحله متأخر | توزیع هیدروژن درون ویفر؛ انحراف پارامترهای تفجوشی و بازپخت؛ آلودگی کربن و فلزی | تجزیه ماده کپسولهکننده که هیدروژن اضافی فراهم میکند؛ دمای عملیاتی بالای پایدار که واکنش را تسریع میکند |
| PID | لایههای پسیواسیون کمچگالی یا دارای حفرههای ریز؛ جداسازی ناقص لبه که باعث نشتی لبه میشود؛ مقاومت عایقی پسیواسیون ناکافی | آزادسازی سدیم از شیشه سودا-آهک؛ مقاومت حجمی پایین ماده کپسولهکننده؛ شکست آببند لبه که امکان نفوذ رطوبت را فراهم میکند؛ اتصال به زمین ناکافی قاب |
| گرمای مرطوب | پسیواسیون ضعیف لبه؛ فلزیسازی مستعد خوردگی؛ عایقبندی ناکافی لبه | سد رطوبتی ضعیف پشتورق؛ شکست درزگیر لبه؛ هیدرولیز ماده کپسولهکننده که اسید استیک تولید میکند؛ حفرههای باقیمانده از لمینت ناقص |
| نقطه داغ | جریان نشتی معکوس بالا؛ آلودگی یا نواحی جریان پایین موضعی؛ انگشتهای شکسته و ریزترکها که عدم تطابق جریان ایجاد میکنند | عدم تطابق جریان درون رشته؛ انتخاب نادرست دیود بایپس یا اتصال سرد لحیم؛ سایهاندازی یا آلودگی خارجی پایدار |
| ریزترکها (یافتشده با EL) | شکنندگی ویفر نازک؛ تنش باقیمانده از چاپ و تفجوشی؛ آسیب جابهجایی در حین برش، مرتبسازی و حمل | فشار لمینت ناهموار؛ تنش کششی ناشی از لحیمکاری ریبون؛ تنش در حین قاببندی، جابهجایی و بار مکانیکی؛ تنش سردشدن پس از لمینت |
| تخریب UV | پوشش ضدبازتاب با پایداری UV ناکافی؛ جابهجایی ضریب شکست که جذب نوری را افزایش میدهد | پایدارکننده UV ناکافی در ماده کپسولهکننده یا پشتورق؛ زردشدگی که عبور نور را کاهش میدهد؛ ترکخوردگی پشتورق که رطوبت را وارد میکند |
| چرخه حرارتی | تنش باقیمانده در سلول؛ عدم تطابق انبساط حرارتی بین فلزیسازی و سیلیکون | عدم تطابق انبساط در ریبون، سلول، شیشه و ماده کپسولهکننده؛ اتصالات سرد لحیم که تنش را متمرکز میکنند؛ تنش باقیمانده لمینت |
| یک سلول بهطور جزئی در 1 sun برای 5 h سایهاندازی شده | ویفر نازک با مقاومت ضربهای پایین؛ ریزترکهای از قبل موجود در زمان تحویل؛ تنش باقیمانده فرآیند | ضخامت ناکافی شیشه یا سختکاری ضعیف؛ ماده کپسولهکننده بیش از حد سخت یا نازک برای جذب انرژی؛ پشتیبانی ضعیف قاب؛ فاصلهگذاری نامناسب سلول |
| جرم و سرعت مشخص گلوله یخی در نقاط برخورد تعیینشده | ریزترکهای از قبل موجود؛ استحکام پایین ویفر تحت خمش | استحکام یا چسبندگی ناکافی قاب؛ طراحی نامناسب فاصلهگذاری سلول؛ سختی ناکافی پشتورق؛ تنش لمینت داخلی |
| پاشش نمک | انگشتهای نقره و نقره-آلومینیوم آسیبپذیر در برابر حمله کلرید؛ حفاظت ضعیف لبه؛ چگالی پایین خمیر تفجوششده | آندایزینگ آسیبدیده قاب؛ شکست آببندی قاب یا پشتورق؛ نقص آببندی جعبه اتصال؛ خوردگی پوشش ریبون |
| آمونیاک | تخریب فلزیسازی و پسیواسیون تحت آمونیاک بههمراه رطوبت | نفوذپذیری ماده کپسولهکننده و پشتورق؛ واکنش قاب و مواد؛ هیدرولیز تسریعشده |
| نشتی مرطوب و عایقبندی | جداسازی ناقص لبه؛ عایقبندی ناکافی لبه؛ پلیسهها و لبههای تیز که تخلیه جزئی ایجاد میکنند | لایههای عایقی ناکافی یا دارای حفرههای ریز؛ مقاومت اتصال به زمین بیش از حد قاب؛ فاصله خزشی ناکافی در جعبه اتصال |
| لایهبرداری و چسبندگی | انرژی سطحی پایین پوشش سلول که چسبندگی ضعیف ماده کپسولهکننده را ایجاد میکند | دمای، زمان یا فشار لمینت پایینتر از هدف؛ آمادهسازی ضعیف سطح شیشه یا پشتورق؛ عدم تطابق فرمولاسیون ماده کپسولهکننده |
دو ستون را از بالا به پایین بخوانید و این تفکیک سازگار است: ستون سلول درباره کیفیت مواد و تاریخچه حرارتی است؛ ستون ماژول درباره فصلهای مشترک، آببندی، تنش و پنجره فرآیند است. این همان قاعده تشخیصی عملی است که این جدول واقعاً آن را رمزگذاری میکند.
آنچه میتوانید درونسازمانی آزمایش کنید و آنچه نمیتوانید
بیشتر کارخانهها آزمون قابلیت اطمینان را چیزی میدانند که در آزمایشگاه رخ میدهد. در عمل این تفکیک متفاوت است و دانستن اینکه مرز کجاست، سرعت واکنش شما به یک خرابی را تغییر میدهد.
آزمونهایی که به اتاقک یا آزمایشگاه نیاز دارند
چرخه حرارتی، انجماد-رطوبت، گرمای مرطوب، PID، پاشش نمک، آمونیاک و پیششرطیسازی UV همگی به اتاقکهای محیطی با کنترل کالیبرهشده و زمانهای اجرای طولانی بدون نظارت نیاز دارند. هیچکس اینها را بهعنوان بررسی روزانه تولید اجرا نمیکند.
آزمونهایی که میتوانید و باید روی خط اجرا کنید
اندازهگیریهای خوانش — همان چهار موردی که همه آزمونهای بالا بر اساس آنها داوری میشوند — همگی در سطح تولید هستند:
- توان IV و عملکرد الکتریکی. یک شبیهساز کلاس A+A+A+ و تستر IV، اندازهگیری توانی را فراهم میکند که هر نتیجه آزمون نسبت به آن بیان میشود. تستر IV ماژول XJCM-13A+، شبیهساز خورشیدی OTMT-A و تستر IV مدل ST-TLD3A+ برای استفاده درونخطی یا خارجخطی با نرخهای تولید ساخته شدهاند.
- الکترولومینسانس. EL روشی است که با آن ریزترکها، انگشتهای شکسته، نواحی غیرفعال و سلولهای تحت تأثیر PID واقعاً شناسایی میشوند. بازرسی EL و VI درونخطی، یک ایستگاه EL ماژول مستقل مانند OEL-S2400، و یک دستگاه دستی برای بازرسی میدانی یا بازرسی ورودی سه کار متفاوت هستند. تستر EL قابل حمل همان چیزی است که برای بررسی سلولهای ورودی و ماژولهای برگشتی بدون توقف خط از آن استفاده میکنید.
- عایقبندی، هیپات و پیوستگی زمین. اینها خوانشهای ایمنی هستند و بهاندازهای سریعاند که میتوان آنها را برای هر ماژول اجرا کرد. تستر ایمنی جامع CHT9980A هیپات، عایقبندی و پیوستگی زمین را در یک ایستگاه پوشش میدهد؛ CHT9951A و CHT9930A عملکردهای جداگانه را پوشش میدهد.
- بازرسی بصری. هنوز یک خوانش الزامی است و هنوز ارزانترین آنها.
آزمایش درونسازمانی واقعاً کجا جبران میشود
دو موقعیت. نخست، زمانی که مشتری ماژولها را برمیگرداند یا یک دسته در مقصد مردود میشود: داشتن قابلیت EL و IV خودتان به این معناست که میتوانید خرابی را در چند ساعت مشخص کنید، بهجای اینکه نمونهها را بفرستید و منتظر بمانید. دوم، زمانی که یک ماده را تغییر میدهید — یک کپسولانت جدید، یک ویفر نازکتر، یک ریبون متفاوت — مقایسه IV و EL قبل و بعد روی خط خودتان، حالتهای خرابی مرتبط با فرآیند (حفرههای لمینیشن، تنش لحیم، ترکهای جابهجایی) را خیلی پیش از آنکه آزمون چمبر آن را نشان دهد، آشکار میکند.
آنچه آزمایش درونسازمانی نمیتواند انجام دهد، جایگزینی برای آزمونهای چمبر است. میتواند بگوید چیزی تغییر کرده؛ نمیتواند بگوید ماژول پس از 1,000 ساعت در 85 °C و 85 %RH چگونه رفتار میکند.
چگونه یک گزارش قابلیت اطمینان را بخوانیم
هر آزمونی که در میان باشد، گزارش تنها زمانی معنا دارد که به این پرسشها پاسخ دهد:
- کدام رویه و کدام بازنگری؟ شماره MQT و سال استاندارد. IEC 61215-2 بازنگری شده است؛ نتایج میان بازنگریها قابل تبادل نیستند.
- چهار خوانش قبل و بعد چه بودند؟ توان IV، EL، بصری، مقاومت عایقبندی. قبولی تنها در توان میتواند تغییری در EL را پنهان کند که خرابی میدانی را پیشبینی میکند.
- معیار قبولی چه بود و چه کسی آن را تعیین کرد؟ معیار استاندارد و معیار مشتری معمولاً متفاوت هستند. محدودیتهای تخریب توان 5 % رایجاند اما جهانی نیستند.
- چند نمونه، از کدام دوره تولید؟ نتیجهای از سه ماژول ساختهشده در یک بعدازظهر، نمونهای از همان بعدازظهر است.
- خرابی چه بود، اگر وجود داشت، و در کدام سمت جدول قرار گرفت؟ اینجاست که تفکیک سلول در برابر ماژول در بالا مفید میشود: به شما میگوید چه کسی باید اقدام کند.
مراجعه کنید.
آیا IEC 61215 یک استاندارد قابلیت اطمینان است یا یک استاندارد ایمنی؟
IEC 61215 صلاحیت طراحی و تأیید نوع است — تعیین میکند که یک طراحی میتواند تنشهای فهرستشده را تحمل کند. ایمنی، IEC 61730 است. یک ماژول به هر دو نیاز دارد و قبولی در یکی چیزی درباره دیگری نمیگوید.
تفاوت بین TC50 و TC200 چیست؟
تنها تعداد چرخهها، اما هدف متفاوت است. TC50 یک آزمون توسعه و غربالگری است که برای یافتن سریع مشکلات آشکار مواد و لحیم استفاده میشود. TC200 الزام صلاحیت تحت IEC 61215 است. قبولی در TC50 به معنای قبولی در TC200 نیست.
چرا مشتریان PID را در 192 ساعت میخواهند در حالی که استاندارد کوتاهتر است؟
زیرا مدت استاندارد بهعنوان یک کف صلاحیت تعیین شده است و خریداران در مقیاس صنعتی خرابیهای میدانی PID را دیدهاند که یک آزمون در سطح کف آن را پیشبینی نکرده بود. PID گسترده، معمولاً در ولتاژ بالا و 85 °C / 85 %RH، یک الزام برنامه مشتری یا شخص ثالث است نه یک الزام IEC.
آیا LID برای ماژولهای نوع N مهم است؟
LID بور-اکسیژن عمدتاً مسئله نوع P دوپشده با بور است. سلولهای نوع N مانند TOPCon و هتروجانکشن عمدتاً از آن آزاد هستند، که یکی از دلایل حرکت صنعت است. مکانیزم تخریبی که باید در نوع N مراقب آن بود LeTID است، جایی که رفتار هیدروژن بهجای کمپلکسهای بور-اکسیژن باعث افت میشود.
آیا میتوانیم یک ماژول را بدون چمبر صلاحیتسنجی کنیم؟
نه. آزمونهای چمبر همان صلاحیت هستند. آنچه میتوانید بدون چمبر انجام دهید، شناسایی زودهنگام حالتهای خرابی ناشی از فرآیند با EL و IV است و پرهیز از ارسال ماژولهایی که در آزمون چمبری که مشتری شما اجرا خواهد کرد، مردود خواهند شد.
محتوای علت خرابی در این مقاله از کجا میآید؟
فهرست تلفیقی آزمونها و علل خرابی سمت سلول در برابر سمت ماژول از مجموعه صنعتی چینی منتشرشده توسط 新能供应链گرفته شدهاند، با تصحیح نامگذاریهای استاندارد بر اساس فهرست رویه IEC 61215-2. ارقام شدت و معیارهای قبولی نقلشده در اینجا مقادیر معمول صنعتی هستند، نه جایگزینی برای متن استاندارد یا مشخصات مشتری شما. در جایی که منبع و استاندارد در مورد اختصارات اختلاف داشتند، ما از استاندارد پیروی کرده و در بالا آن را ذکر کردهایم.
