光伏组件蜗牛纹或闪电纹产生原因及分析

最近越来越多的组件厂商开始对组件上宽如手指的暗色线条纵横分布现象引起关注，这种被形象的称为蜗牛纹或者闪电纹的缺陷大大影响了组件的外观，而造成这种现象的真正原因则是电池片表面被氧化。

组件受到背板与边框硅胶的保护，电池片是如何被氧化的呢？而且蜗牛纹的形状非常特殊，这种如同蜗牛爬痕的形状是如何出现的呢？

在对出现蜗牛纹的组件进行分析时我们发现，纹路一般都伴随着电池片的隐裂出现，在EL成像中能够清楚看到出现蜗牛纹组件中的电池片隐裂。虽然这种隐裂对于组件的功率衰减似乎并无大的影响，但是电池片的隐裂本身就对发电功率有影响，会使得电流不能从手指电极流向汇流条。据报道，如果裂痕达到电池表面积的8%，就将对其产出产生不良影响，如果电池断裂部位达到12%，产出相对断裂区域则出现线性下降。有分析报告指出，蜗牛纹本身对于组件的衰减并无影响，这是因为出现蜗牛纹的面积占整个组件的极小部分，所以对于透光率并无太大影响。在对出现蜗牛纹处做剥离剖析，可以发现电池片本身并无变色，变色位置位于银浆与封装材料EVA的交界处。 国外有文章指出蜗牛纹的出现与水汽有关，尤其是从背板透过的水汽，通过EVA胶膜后从隐裂处渗过，在电池片表面富集，造成银浆氧化，形成黑色纹路。笔者将隐裂的电池片层压，不用背板封装，将组件放入湿热老化箱中，无法重现蜗牛纹，可见蜗牛纹的出现不仅仅与水汽的单方面作用有关，笔者认为与EVA胶膜的关系较大。EVA胶膜配方中包含交联剂，抗氧剂，偶联剂等助剂，其中交联剂一般采用过氧化物来引发EVA树脂的交联，由于过氧化物属于活性较高的引发剂，如果在经过层压后交联剂还有较多残留的话，将会对蜗牛纹的产生有引发和加速作用。EVA胶膜使用助剂都有纯度的指标，一般来说纯度要求要在99.5%以上。助剂中的杂质主要是合成中的副产物以及合成中的助剂残留，以小分子状态存在，沸点较高，无法通过层压抽真空的方法从体系中排除，所以助剂如果纯度不高，那么这些杂质也将会影响EVA胶膜的稳定性，可能会造成蜗牛纹的出现。

笔者认为蜗牛纹的出现是一个综合的过程，EVA胶膜中的助剂、电池片表面银浆构成、电池片的隐裂以及体系中水份的催化等因素都会对蜗牛纹的形成起促进作用，而蜗牛纹现象的出现也不是必然，而是有它偶然的引发因素，这也解释了同一批次组件中不是所有的组件都必然出现的现象。

组件厂商在组件出厂时都会经过至少两次EL成像检测，测试无隐裂后才会发货。但是由于运输过程尤其是安装过程中不可避免的会对组件产生撞击或者震动，这种冲击通过边框、玻璃、背板、封装材料到达电池片，会造成脆弱的电池片产生微小裂痕，埋下蜗牛纹出现的隐患。在笔者的调查中，目前组件安装过程中并没有对组件的轻拿轻放有足够认识，造成隐裂风险增加。

有人认为EVA胶膜厂使用回料会造成电池片的隐裂，而笔者特意加入50%不同类型的回料，同时在助剂与树脂混合时控制交联剂分散不均匀，测试结果表面试验用EVA胶膜局部的交联程度不一，交联度差别可以达到30%，即使这样的试验用EVA胶膜层压出的组件也无法造成电池片隐裂，所以笔者认为回料的添加虽然会增加电池片的隐裂几率，但是几率并不大。反倒是有些EVA胶膜供应商将不同熔指的EVA树脂混用，会有更大几率造成电池片隐裂。

浙江帝龙光电材料有限公司通过控制EVA树脂原料来源、配方助剂纯度，减少层压后交联助剂残留，减少水汽透过率等方法加强对电池片的保护，减少电池片隐裂几率，防止EVA胶膜与电池片表面银浆发生反应。即使在电池片出现隐裂后也能够杜绝蜗牛纹现象的出现。