一种光伏涂釉玻璃PID测试装置及方法与流程

一种光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法
技术领域
1.本发明实施例涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法。


背景技术：

2.随着光伏组件功率不断提升，光伏逆变器的配套完善，并网系统电压越来越高，常用的有1000v和1500v。一般组件的铝边框都要求接地，这样在电池片和铝边框之间就形成了1000v-1500v的高压。一般来说，双面双玻组件封装的层压过程中，结构为5层。电池片在eva中间，高透玻璃和涂釉玻璃在最外层，层压过程中eva形成了透明、电绝缘的物质。然而，任何塑料材料都不可能100％的绝缘，都有一定程度的导电性。特别是在湿度较大的环境中，会有漏电流通过电池片、封装材料、玻璃、背板、铝边框流过，如果在内部电路和铝边框之间形成高电压，漏电流将会达到微安或毫安级别，这就会形成高压诱导效应(potential induced degradation，pid效应)。
3.pid效应使得电池表面钝化效果恶化和形成漏电回路，导致填充因子、开路电压、短路电流降低，使组件性能低于设计标准。在存在电压和电流环境下，出现了电子的移动，在玻璃中的碱金属如钠、钙等金属离子参与下，ti3
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形成使白色tio2的正四方晶格发生紊乱，导致价带的电子跃迁到导带所需的能量减小，禁带宽度变窄，使原来白色tio2也可以被能量较小的光子激发，从而吸收部分能量较低的可见光，涂釉玻璃形成变色。
4.通常的pid测试并不对涂釉玻璃进行直接检测，而是对组件进行检测。测试条件一般为在温度85℃和相对湿度85％环境条件下，对组件加载-1000/-1500v电压，连续测试96小时或192小时，如果组件功率在pid测试前后的衰减比例小于5％，同时外观没有变化即认为该组件通过pid测试。由于组件制作工艺和封装材料对于组件pid效应也有很大的影响，因此组件pid测试结果并不能直接涂釉玻璃是否抗pid效应能力，外观颜色是否正常，而且组件pid测试周期较长，过程复杂，同时也不能对涂釉玻璃是否抗pid进行及时有效的评判，对涂釉玻璃抗pid的好坏也不能及时反馈，所以在组件材料端的pid测试方法变成了解决上述问题的有效方法。


技术实现要素：

5.本发明提供一种光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法，以实现在不用放置电池片的基础上，仍然可以对光伏组件进行pid测试，不但减少了制样成本，而且减少了pid测试周期。
6.为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种光伏涂釉玻璃pid测试装置，包括：
7.涂釉玻璃、金属电极、超白玻璃、eva胶膜、金属箔和电源；其中，所述金属电极的一端位于所述涂釉玻璃涂釉的一侧表面；所述eva胶膜位于所述涂釉玻璃涂釉的一侧表面，以及所述金属电极背离所述涂釉玻璃涂釉的一侧表面；所述超白玻璃位于所述eva胶膜背离
所述涂釉玻璃涂釉的一侧表面；所述eva胶膜用于粘合所述涂釉玻璃、所述金属电极的一端和所述超白玻璃，形成被测组件；所述金属箔包裹所述被测组件的四周，所述金属箔与所述电源的负极连接，所述金属电极的另一端自所述被测组件往外延伸与所述电源的正极连接；其中，所述金属箔与所述金属电极不接触。
8.根据本发明的一个实施例，所述金属箔与所述金属电极之间设置绝缘层，或者，所述金属箔与所述金属电极之间间隔1-5mm。避免正极和负极之间直接连接，造成短路。
9.根据本发明的一个实施例，所述金属箔为铝箔或者铜箔。
10.根据本发明的一个实施例，所述电源为直流电压电源，电压范围为1kv-1.5kv。
11.根据本发明的一个实施例，所述金属电极为金属涂锡带。直接采用光伏组件中使用的金属涂锡带，就地取材，较为方便。
12.为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种光伏涂釉玻璃pid测试方法，基于如前所述的光伏涂釉玻璃pid测试装置实现，包括以下步骤：
13.步骤一：将所述光伏涂釉玻璃pid测试装置置于测试环境中，连接好测试线，其中，控制环境温度为0-100℃，相对湿度为0-100％rh；
14.步骤二：开启所述电源，在高电压作用下使所述金属电极产生电晕放电，离子流作用于所述涂釉玻璃表面；
15.步骤三：对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射，并实时观察所述涂釉玻璃外观是否变色；
16.步骤四：记录所述涂釉玻璃外观的变色情况，并分析所述涂釉玻璃的抗pid性能。
17.根据本发明的一个实施例，所述步骤一中的环境温度为85℃，相对湿度为85％rh。接近真实的光伏组件的工作环境，有利于得到真实的测试数据。
18.根据本发明的一个实施例，所述步骤二中的电源为直流电压电源，电压为1.5kv。电源电压为1.5kv，与并网系统中的常用电压相同，测试环境更接近于真实的工作环境。
19.根据本发明的一个实施例，所述步骤三中对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射的时间为96小时的倍数，观察所述涂釉玻璃的外观是否变色的间隔时间为24小时。其中，持续进行离子辐射的时间为96小时或192小时。涂釉玻璃如果发生变色，基本时间都小于这个时长，如果时间太短，有可能观察不到涂釉玻璃变色，如果时间太长，则增加时间成本。
20.根据本发明的一个实施例，所述步骤四包括：当所述涂釉玻璃外观发生变色时，所述涂釉玻璃不具有抗pid性能；当所述涂釉玻璃外观不发生明显变色时，所述涂釉玻璃具有抗pid性能。
21.根据本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法，其中，测试装置中，通过将金属电极的一端设置于涂釉玻璃涂釉的一侧表面，并将eva胶膜涂于涂釉玻璃涂釉的一侧表面，以及金属电极背离涂釉玻璃涂釉的一侧表面，然后再将超白玻璃层压在eva胶膜上，涂釉玻璃、金属电极和超白玻璃被eva胶膜粘结在一起，形成被测组件，其中，金属电极的另一端自被测组件往外延伸，被测组件的四周被金属箔包裹，金属箔与金属电极不接触，接着通过将金属箔连接电源的负极，金属电极的另一端连接电源的正极，形成回路进行pid测试。当观察到涂釉玻璃变色时，说明涂釉玻璃的不具有抗pid性能，当观察到涂釉玻璃几乎不变色时，说明涂釉玻璃具有抗pid性能。从而，该光伏涂釉玻璃pid测试装置在不用放置电池片的基础上，仍然可以对光伏组件进行pid测试，不但减少了制样成本，而且减少了
pid测试周期。
22.另外，该光伏涂釉玻璃pid测试装置不需要额外测试组件功率预衰减处理、pid测试后组件功率测试以及耐压绝缘湿漏电测试，从而使得整个光伏组件的pid测试周期减少。并且该光伏涂釉玻璃pid测试装置中无需放置电池片，eva胶膜以及玻璃使用量较少，制样时间短，不影响产线正常作业生产，不会额外域增加人力成本。
附图说明
23.图1是本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置的结构示意图；
24.图2是图1中沿aa’方向的剖视图；
25.图3是本发明一个实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置的结构示意图；
26.图4是本发明另一个实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置的结构示意图；
27.图5是本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试方法的流程图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
29.现有技术中通常对组件进行测试，其中组件包括五层，这样使得整个的检测测试周期较长(需要从组件功率预衰减处理到pid测试后组件功率测试，再到耐压剧院湿漏电测试)，且制样成本较高(需要与正常组件相同)，对生产产能有所影响，人力成本也有所增加。
30.为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法，以实现在不用放置电池片的基础上，仍然可以对光伏组件进行pid测试，不但减少了制样成本，而且减少了pid测试周期。
31.下面先介绍本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置。
32.图1是本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置的结构示意图。图2是图1中沿aa’方向的剖视图。如图1和图2所示，该光伏涂釉玻璃pid测试装置100，包括：
33.涂釉玻璃101、金属电极102、超白玻璃103、eva胶膜104、金属箔105和电源106；其中，所述金属电极102的一端位于所述涂釉玻璃101涂釉的一侧表面；所述eva胶膜104位于所述涂釉玻璃101涂釉的一侧表面，以及所述金属电极102背离所述涂釉玻璃101涂釉的一侧表面；所述超白玻璃103位于所述eva胶膜104背离所述涂釉玻璃101涂釉的一侧表面；所述eva胶膜104用于粘合所述涂釉玻璃101、所述金属电极102的一端和所述超白玻璃103，形成被测组件107；所述金属箔105包裹所述被测组件107的四周，所述金属箔105与所述电源106的负极连接，所述金属电极102的另一端自所述被测组件107往外延伸与所述电源106的正极连接；其中，所述金属箔105与所述金属电极102不接触。
34.需要说明的是，涂釉玻璃101的尺寸可以为300mm*300mm，也可以是其他尺寸，本发明对此不作具体限制。另外，金属电极102的厚度可以为0.25mm，宽度为6mm，长度按涂釉玻璃101的尺寸来定，如果涂釉玻璃101的尺寸较大，长度可以较长，如果涂釉玻璃101的尺寸较小，长度可以较小。
35.其中，涂釉玻璃101、金属电极102、eva胶膜104和超白玻璃103层压之后，形成被测
组件107，金属箔105包裹被测组件107的四周，其中，金属箔105与金属电极102隔离开，避免电源106正负极连接在一起造成短路。可以理解的是，超白玻璃103是指光透过率大于95％的玻璃，测试人员可以通过超白玻璃103来观察涂釉玻璃101的变色情况。eva胶膜104是聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物，polyethylenevinylacetate的简称。
36.当按上述光伏涂釉玻璃pid测试装置100连接好电源106之后，可以将所述光伏涂釉玻璃pid测试装置100置于测试环境中，其中，控制环境温度为85℃，相对湿度为85％rh；开启所述电源106，在高电压(1.5kv)作用下使所述金属电极产生电晕放电，离子流作用于所述涂釉玻璃表面；接着对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射96小时，并实时(间隔24小时观察一次)观察所述涂釉玻璃外观是否变色，接着记录所述涂釉玻璃外观的变色情况，并分析所述涂釉玻璃的抗pid性能。当所述涂釉玻璃101外观发生变色时，所述涂釉玻璃101不具有抗pid性能；当所述涂釉玻璃101外观不发生明显变色时，所述涂釉玻璃101具有抗pid性能。
37.基于此，可以直接对涂釉玻璃101进行pid测试并对其是否能够抗pid进行评判，无需将电池片制作成组件后再进行pid测试，有效的节约检测时间和成本，同时也有利于对涂釉玻璃101进行优化和改进。
38.根据本发明的一个实施例，如图1、图3和图4所示，所述金属箔105与所述金属电极102之间设置绝缘层108(如图3和图4所示)，或者，所述金属箔105与所述金属电极102之间间隔1-5mm(如图1所示)。以此来隔离所述金属箔105和所述金属电极102，避免电源106的正负极连接在一起造成短路。其中，绝缘层108可以为玻璃，也就是说，在制作被测组件107时，涂釉玻璃101和超白玻璃103可以向外凸出一部分比如图3所示，可以凸出1-2mm。
39.根据本发明的一个实施例，所述金属箔105为铝箔或者铜箔。
40.根据本发明的一个实施例，所述电源106为直流电压电源，电压范围为1kv-1.5kv。
41.根据本发明的一个实施例，所述金属电极102为金属涂锡带。其中，金属涂锡带的基底材质可以为铜或者铝，也可以为其他的导电金属，本发明对此不做具体限制。金属涂锡带可以就地取材，方便被测组件107的制作。
42.下面来介绍本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试方法。
43.图5是本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试方法的流程图。该方法基于如前所述的光伏涂釉玻璃pid测试装置100实现，(需要说明的是，光伏涂釉玻璃pid测试装置100已在前一示例中详细介绍，在此示例中不再赘述)如图5所示，该方法包括以下步骤：
44.步骤一：将所述光伏涂釉玻璃pid测试装置置于测试环境中，连接好测试线，其中，控制环境温度为0-100℃，相对湿度为0-100％rh；
45.根据本发明的一个实施例，所述步骤一中的环境温度为85℃，相对湿度为85％rh。接近真实的光伏组件的工作环境，有利于得到真实的测试数据。
46.步骤二：开启所述电源，在高电压作用下使所述金属电极产生电晕放电，离子流作用于所述涂釉玻璃表面；
47.根据本发明的一个实施例，所述步骤二中的电源为直流电压电源，电压为1.5kv。电源电压为1.5kv，与并网系统中的常用电压相同，测试环境更接近于真实的工作环境。或者，电源电压还可以为1kv。具体采用的电压根据实际情况中光伏组件在并网中的电压进行测试。
48.步骤三：对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射，并实时观察所述涂釉玻璃外观是否
变色；
49.根据本发明的一个实施例，所述步骤三中对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射的时间为96小时的倍数，观察所述涂釉玻璃的外观是否变色的间隔时间为24小时。其中，所述步骤三中对所述涂釉玻璃持续进行离子辐射的时间为96小时或192小时，涂釉玻璃如果发生变色，基本时间都小于这个时长，如果时间太短，有可能观察不到涂釉玻璃变色，如果时间太长，则增加时间成本。
50.步骤四：记录所述涂釉玻璃外观的变色情况，并分析所述涂釉玻璃的抗pid性能。
51.根据本发明的一个实施例，所述步骤四包括：当所述涂釉玻璃外观发生变色时，所述涂釉玻璃不具有抗pid性能；当所述涂釉玻璃外观不发生明显变色时，所述涂釉玻璃具有抗pid性能。需要说明的是，观察涂釉玻璃是否变色是指，如果涂釉玻璃本身为白色，那么外观变得不是白色，比如白色稍微变浅，或者变黄等均属于涂釉玻璃外观变色，即只要涂釉玻璃外观的颜色与测试前本身的颜色不同，则涂釉玻璃的外观就发生变色。
52.综上所述，根据本发明实施例提出的光伏涂釉玻璃pid测试装置及方法，其中，测试装置中，通过将金属电极的一端设置于涂釉玻璃涂釉的一侧表面，并将eva胶膜涂于涂釉玻璃涂釉的一侧表面，以及金属电极背离涂釉玻璃涂釉的一侧表面，然后再将超白玻璃层压在eva胶膜上，涂釉玻璃、金属电极和超白玻璃被eva胶膜粘结在一起，形成被测组件，其中，金属电极的另一端自被测组件往外延伸，被测组件的四周被金属箔包裹，金属箔与金属电极不接触，接着通过将金属箔连接电源的负极，金属电极的另一端连接电源的正极，形成回路进行pid测试。当观察到涂釉玻璃变色时，说明涂釉玻璃的不具有抗pid性能，当观察到涂釉玻璃几乎不变色时，说明涂釉玻璃具有抗pid性能。从而，该光伏涂釉玻璃pid测试装置在不用放置电池片的基础上，仍然可以对光伏组件进行pid测试，不但减少了制样成本，而且减少了pid测试周期。
53.另外，该光伏涂釉玻璃pid测试装置不需要额外测试组件功率预衰减处理、pid测试后组件功率测试以及耐压绝缘湿漏电测试，从而使得整个光伏组件的pid测试周期减少。并且该光伏涂釉玻璃pid测试装置中无需放置电池片，eva胶膜以及玻璃使用量较少，制样时间短，不影响产线正常作业生产，不会额外域增加人力成本。
54.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。