由劣质EVA 胶膜引发光伏电站组件爆发大面积出现蜗牛纹现象

2014 年9 月的西北某地，20 兆瓦的光伏电站施工现场一片火热，首席技术官张总监深呼一口气：马上10 兆瓦装机就要并网成功了，今年的进度应该不会落后了。突然，一个电话打过来：“张总，你过来看看，情况紧急。”驱车赶到现场之后，现场的情况令张总目瞪口呆，只见电站组件大面积出现斑驳的花纹，似蜗牛爬行过一般。技术出身的张总监本身十分注重电站品质，此批组件全部采购的全球知名品牌厂商提供的组件。还未建成并网的组件就出现这样的品质问题，张总不由得心急如焚。进一步调查电站情况，发现问题更加严重，总计6000 多片组件爆发此类状况，也就是未建成的电站32%的组件出现此类问题，建设成功的电站运营1 年的，粗略估计46%的组件爆发此类问题。（以上人物名字为虚构，根据真实案例改编）

那么，问题就来了，蜗牛纹是如何爆发的，对电站运营又会带来哪些影响，今天我们就从组件生产封装来解释蜗牛纹的来世今生。蜗牛纹通常意义上的概念：太阳能组件经过一段时间（半个月或者几年）的暴晒，无需并网组件表面就开始局部出现色变，一个手指粗的的狭窄交错的暗线出现在组件的表面，从而造成外观严重瑕疵。经过笔者对国内多家光伏电站的调研，我们发现蜗牛纹爆发的区域广泛（从海南到新疆），温度系数相差甚大，装机时间（1 个月-25 年）先后都没有明显的范围，也就是说，蜗牛纹的爆发，贯穿着整个电站生命周期的问题。而且在25 年组件使用寿命之内，业主都要战战兢兢的考虑组件爆发蜗牛纹的风险。

常见的蜗牛纹理图片：

几乎所有的组件制造商都告诉电站运营方，蜗牛纹对组件的发电效率没有影响。理由基本类似：1）蜗牛纹是因为电池片栅线表面的银与EVA 相互微量反应产生的，其不影响栅线导电，也不会造成光线遮挡，因此不会影响组件功率输出。2）蜗牛纹与电池片隐裂相对应，如果隐裂未造成电池片上局部面积的缺失就不会影响电池片的功率。目前对产生蜗牛纹的组件进行测试，也的确没有发现大幅度的组件效率下降。真是这样吗？我们需要分析一下组件的封装材料和蜗牛纹产生的可能关系。

EVA 树脂的正式名称为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，光伏组件用的EVA 中的醋酸乙烯酯含量通常在28-33%。酯作为一种常见的化学键有一个最基本的性能，在有水的情况下会分解成酸和醇。

在光伏组件中慢慢积累的醋酸就变成了大部分光伏组件质量问题的重要诱因。日本Chemitox 实验室将电池片浸泡在一定浓度的稀醋酸溶液中观察银栅线的变化，发现醋酸可以逐步将电池片表面的银栅线腐蚀变窄。而随着银栅线的变窄，组件的发电效率逐渐下降。目前大部分组件厂自行模拟的蜗牛纹实验采用暴晒实验，将正负极用二极管连接，实验周期很少有超过一年的。而使用快速模拟的测试会使在85%湿度85℃环境下用外接电流的方法模拟实际发电的测试，也很少有超过1 个月的。这些实验是否能真正说明实际问题，尚无定论，而醋酸腐蚀银线最终会导致光伏电池发电效率下降是一个确定的现象。

责任编辑：solar_robot