太阳能电池的测试

非常高的数量，长寿命，很少甚至没有测试指南-这是光伏行业的现状。对于那些想要在这个竞争激烈的市场中继续发挥作用，并在提供最低价格的同时实现承诺的性能数据和预期寿命的公司来说，测试是必不可少的。太阳能电池只有通过提高质量、成本效益和更好的安全性，才能在近年来价格的大幅下降中幸存下来。

挑战

太阳能电池每天都暴露在极端的环境中。雨水、冰雹、风暴和温度的大幅波动不应损害产品的功能。它们必须能够承受雪、冰和安装的重量，以达到40年的预期寿命而不损坏。这些对电气和机械特性的期望都很高。然而，目前还不存在对构件力学要求的测试标准。除了供应商和制造商之间的内部个别合同条款外，还不存在标准化的太阳能电池质量保证指南。缺乏标准和个性化的客户需求意味着需要定制的测试设备和测试。这就是材料测试专家发挥作用的地方。

通用测试方法/标准

ISO 614

造船和船舶结构。矩形窗和舷窗用钢化安全玻璃冲压法无损强度试验

EN 1288 - 5

建筑玻璃:玻璃抗折强度的测定。第5部分:双环抗折试验-小试验表面积平面试样的试验(ISO/DIS 1288-5:2007)德文版本EN ISO 1288-5

1465年

胶粘剂:刚性到刚性粘合组件拉伸拉剪强度的测定

1464年

胶粘剂:测定高强度胶粘剂粘结剂的抗剥离性浮辊法(ISO 4578:1990，修订)德文版本EN 1464:1994 (DIN EN 1464:1995-01)取代DIN 53289:1979-09

EN 1288 - 3

建筑玻璃:玻璃弯曲强度的测定。第3部分:两点支撑试样(四点弯曲)(ISO/DIS 1288-3:2007);德文版本EN ISO 1288-3:2007

IEC 61215和EN 61215

IEC 61215和EN 61215描述了基于潜在老化影响的各种鉴定测试，用于光伏组件中使用的材料的人工加载。确定了以下单独的加载组:

阳光包括紫外线
气候(寒冷，头部，湿度，气候变化)
机械载荷(冰雹、风、吸力和压力、雪)

如果材料没有明显的重大可见损伤，且性能输出和绝缘性能与测试开始时的位置相比没有变化或仅发生可忽略的变化，则认为材料已通过测试。在过去的几年里，IEC 61215的测试证书已经成为晶体光伏组件的质量标志，现在大多数国家和国际资助机构都要求它。

IEC/ en61215和IEC/ en61646

IEC或EN 61215用于厚膜组件，IEC或EN 61646用于薄膜组件(晶体硅地面光伏组件-设计鉴定和类型批准)。

IEC 61215测试非常严格，因为该公司生产的太阳能组件必须在全球几乎所有地理区域和环境条件下耐受长达25年的户外环境。在不出现故障的情况下，IEC测试时间总计超过5个月。为了满足这一严格的标准，一批测试模块必须通过环境测试协议，包括紫外线辐射、极端温度(包括长时间暴露在高温和湿度下)、机械载荷和扭转，以及抗冰雹和石头冲击的测试。在进行环境测试的同时，还对模块的电气性能、绝缘性能进行全面测试，并确定任何潜在的关键区域或位置。

EN 1288-2, 2007年10月

建筑玻璃:玻璃抗折强度的测定。第2部分:双环抗折-大试验表面积平面试样的试验(ISO/DIS 1288-2:2007);德文版本EN ISO 1288-2:2007

IEC 61646和EN 61646

IEC 61646和EN 61646描述了基于潜在老化影响的各种鉴定测试，用于薄膜模块中使用的材料的人工加载。确定了以下单独的加载组:

阳光，包括紫外线
气候(寒冷，头部，湿度，气候变化)
机械载荷(冰雹、风、吸力和压力、雪)

如果材料没有明显的重大可见损伤，且性能输出和绝缘性能与测试开始时的位置相比没有变化或仅发生可忽略的变化，则认为材料已通过测试。在过去的几年里，IEC 61646的测试证书已经成为晶体光伏组件的质量标志，现在大多数国家和国际资助机构都要求它。

测试解决方案示例

为了了解破坏性材料测试在太阳能电池和组件制造中的应用，本文介绍了厚膜电池测试应用的各个生产阶段的生产控制实例。

太阳能电池或光伏电池是将光中包含的辐射能直接转化为电能的电子元件。
主要类型:

厚膜太阳能电池由单晶硅或多晶硅制成。由于效率高(超过20%)，在中欧被广泛使用。此外，它们的特点是单位表面积效率高。例如，大约8平方英尺。每平方米的屋顶面积可产生1千瓦时的电力输出。制造这些模块所需的材料和能量相对较高，因此质量保证是必不可少的。
薄太阳能电池存在许多关于衬底和气相沉积材料的变化:非晶或微晶硅(a- si， μ-Si)，砷化镓(GaAs)，碲化镉(CdTe)，或铜-铟-(钙)-硫-硒化合物(CIGS)。薄膜电池与基于晶体硅晶圆的太阳能电池的区别主要在于其生产工艺和所使用材料的薄膜厚度。
有机太阳能电池(由具有半导体性能的塑料制成)

根据太阳能电池类型的不同，测试要求可能会有很大的不同，因为使用的各种技术在某些情况下可能会导致根本不同的设计。

Tedlar薄膜剥离试验

塑料EVA(乙烯醋酸乙烯酯)或铸造树脂薄膜层压在两侧形成防水腐蚀保护，而Tedlar®薄膜或玻璃板在后部为模块提供额外的保护。胶结强度通过90°剥离测试进行测试，在该测试中，Tedlar®薄膜被螺丝夹紧并从玻璃板上拉下来。单柱试验机适用于这种测试，因为它可以毫无困难地测试各种尺寸的玻璃板。该测试在生产过程中进行，以检查机器参数设置是否正确。它也用于货物进境检查和过期后的重新鉴定测试。为了达到标准，Tedlar®薄膜必须承受高达250 N的剥离力。

接线盒与连接电缆拉出试验

建议对完成的模块进行各种安全测试，包括框架结构的强度测试，确定角支架的压入和拉出力，电气连接的拉出测试，以及用于连接模块的安装系统的拉伸、压缩和弯曲测试。接线盒上的电缆拉出测试可以使用Zwick Allround系列的2柱试验机进行。接线盒被保留在特殊的标本夹中，而连接电缆被固定在螺丝夹中，并使用高达5千牛的力从盒子中拔出。