Kuidas mõjutavad päikesepaneelide mikrokraadid jõudlust?
Apr 16, 2025| 
Kuna maailm pöörab üha enam tähelepanu taastuvenergiale, kasutatakse päikesepaneele laialdaselt elamu-, tööstus-, põllumajandus- ja avalikes rajatistes puhta ja tõhusa energia muundamise vahendina. Päikesepaneelide pikaajalise toimimise või transportimise ja paigaldamise ajal võib aga palja silmaga raske tuvastada, kuid mis võib esineda potentsiaalset ohtu jõudlusele - mikrokraadid. Kuigi mikrokraadid ei ole nii ilmsed kui makro praod ega põhjusta otseselt seadmete rikkeid, on neil oluline mõju päikesepaneelide elektritootmise tõhususele ja kasutusajale.
Mikrokraadid tähistavad peeneid pragusid, mis ilmuvad päikeseelementide pinnal või sees ning nende suurus on tavaliselt millimeetri tasemel või isegi väiksem. Kuna päikesepaneeli peamine fotogalvaaniline muundusüksus koosneb polükristallilisest räni või monokristallilistest ränirakkudest, on neil materjalidel head fotogalvaanilised omadused, kuid need on suhteliselt habras ja altid mikrokraakidele pinge all.
Erinevalt palja silmaga nähtavate makro pragude abil on mikrokraate tavalise visuaalse kontrolli abil tavaliselt raske tuvastada ja neid tuleb professionaalse testimisseadmete abil tuvastada. Mikrokraadid on levinud raku lamineeritud materjalide keskel, servas, keevituspunktis ja liideses, eriti keevitusühenduse piirkonnas.
Ehkki see ei pruugi päikesepaneeli ilmset jõudluse kaotust varases staadiumis põhjustada, võivad need mikrokraadid aja jooksul järk -järgult laieneda, mõjutades raku praegust ülekandeteed ja põhjustades isegi lokaalset termilisi kahjustusi.
Kuidas tekivad mikrokraadid?
Stressiprobleemid tootmisprotsessis: viilutamise, keevitamise ja lamineerimise protsessides võivad erinevate protsesside poolt rakendatavad termilised ja mehaanilised pinged põhjustada räni vahvli kohalikke pragusid. Näiteks keevituspea ja raku erinevate soojuspaisumiste koefitsientide tõttu keevitamise ajal tekivad tõmbepinge jahutusjärgus.
Mehaaniline šokk transportimise ja paigaldamise ajal: kui päikesepaneelil on transpordi või käitlemise ajal mõjutatud, vibreeritud või ebaühtlaselt rakendatud, on lihtne põhjustada raku sees olevaid mikrokrakke, eriti õhemad ja heledamad paneelid on tundlikumad.
Äärmiselt kliimast põhjustatud väsimusstress: Pikaajalise töö ajal peavad päikesepaneelid silmitsi seisma keskkonnaprobleemidega nagu kuumad ja külmad tsüklid, rahemõju, tugev tuul või lumi. Need kliimatingimused võivad põhjustada materjalide soojuspaisumise ja kokkutõmbumise korduvaid tsüklit, mille tulemuseks on väsimusstress ja lõpuks mikrokraadid.
Esialgne mõju: praegune tee on blokeeritud, lokaalne lühise vooluring
Mikrokraadid võivad raku elektronide voolutee ära lõigata või blokeerida, mille tulemuseks on ebaühtlane voolu või voolu ümbersõit, mille tulemuseks on suurenenud lokaalne resistentsus.
Keskmise tähtajaga mõju: suurenenud kuuma koha mõju risk
Mõnedes mikrokrakkide piirkonnas moodustab kontsentreeritud voolu vool "kuuma koha", kohalik temperatuur tõuseb ja rasketel juhtudel võib see isegi raku või keevituspunkti põletada, mõjutades päikesepaneeli üldist ohutust.
Pikaajaline mõju: pidev võimsuse langus, mõjutades süsteemi üldist tõhusust
Mikrokrakkide laienedes suureneb kahjustatud rakkude arv, mis põhjustab väljundvõimsuse vähenemist. Uuringud on näidanud, et väike mikrokrakk võib põhjustada ühe raku efektiivsuse vähenemise 5–20%, mõjutades seeläbi kogu päikesepaneeli või isegi kogu fotogalvaanilise süsteemi energiatootmist.
Kuidas tuvastada päikesepaneelide mikrokraake?
EL (elektroluminestsents) tuvastamine:EL -tuvastamine on tuvastada piirkond, kus vooluülekannet blokeeritakse, pildistades lahtri poolt eralduva elektroluminestsentsi pildi, pärast seda, kui toide on pimedas keskkonnas sisse lülitatud. Mikrokraadid ilmuvad tavaliselt tumedate või mustade joontena, millel on selge jaotus.
Infrapuna termiline pildistamine:Jälgides päikesepaneeli pinnal temperatuuri jaotust, võib leida mikrokrakkide põhjustatud lokaalsete temperatuuride tõusupiirkonnad, nimelt "kuumad kohad", mis sobib kiireks kohapealseks kontrollimiseks.
Ultraviolettpilditehnoloogia:See tehnoloogia peegeldab kaudselt raku struktuurilist terviklikkust, jälgides raku fluorestsentsjaotust ultraviolettvalguse käes, kuid selle võime tuvastada väiksemaid mikrokracki piirkondi on EL -i tuvastamisel pisut halvem.
Laboratoorse avastamise tuvastamise piirangud ja eelised:Kohapealse tuvastamist mõjutab kerge, temperatuur ja keskkond ning on teatav võimalus väärkasutada; Kui laboratoorsel tuvastamisel on suur täpsus ja madal häired ning seda saab kasutada kinnitamiseks ja põhjalikuks analüüsiks.
Ehkki mikrokraadid ei ole päikesepaneelides silmatorkavad, on nende mõju jõudlusele kaugeleulatuv ja kumulatiivne. Parandades materjali kvaliteeti, standardiseerides tootmisprotsesse, optimeerides transpordi ja paigaldamise üksikasju ning tõhusa avastamis- ja hooldussüsteemi loomist, saab mikrokrakkide mõju päikesesüsteemide tõhususele oluliselt vähendada.