太阳能板装置内的修复和/或缺损预防的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能领域，尤其涉及由光伏电池组成的太阳能板装置。本发明的应用可预防和/或减少太阳能板装置内的太阳能板的老化，从而改善并长期保持所述太阳能板装置的效率。
【背景技术】
[0002]传统基于光伏电池的太阳能板装置随着时间的推移可能出现老化。太阳能板装置的能源输出因老化会逐渐减少。太阳能板的老化有不同的原因，如物理损伤、热点、蜗牛小径状损伤、部件不匹配、起鳞、逆流、潜在的感应老化(PID)及其他原因造成的缺损或状态恶化，这些都会加速太阳能板的老化。上述缺损广泛存在于至少75%的太阳能板装置。
[0003]除了其他原因外，物理损伤可形成于太阳能板制造过程中的失误、运输过程中的损伤或太阳能板不正确的安装，以及外部环境因素如太阳能板在使用过程中的天气。更专注的操作可在很大程度上减少上述损伤，但不能完全防止。上述损伤一旦出现会导致太阳能板使用过程中进一步损伤。
[0004]热点出现在光伏电池位于遮阳处或被损伤的太阳能板上。这些光伏电池的电阻高于周边被日照及未损伤的光伏电池，从而产生更高的电流。这些高电流也会通过具有高电阻的无日照和/或损伤的光伏电池并使其温度升高。上述现象会导致进一步的损伤，同时还会造成上述太阳能板周边部件的损伤。
[0005]部件不匹配的问题与热点相似，其原因是组成太阳能板的光伏电池具有不同的特性。结果会导致某些光伏电池在使用过程中比其他光伏电池承受更高的荷载，从而出现损伤。
[0006]热点和部件不匹配的问题可通过安装一个与一定数量的光伏电池并联的“分路”二极管来部分解决。当某组光伏电池的电阻过高，来自其他光伏电池的电流将通过分路二极管，则无负载通过有损伤的电池。然而，这一保护性措施需要在太阳板生产过程即实施，且无法对损伤的原因进行纠正。
[0007]蜗牛小径状损伤为太阳能板表面褪色后的褐条。这些褐条的宽度通常和手指相同，形状类似于蜗牛小径。这一缺损产生的原因最可能是光伏电池周边的塑料材料和光伏电池上的导电网格发生化学反应。这一缺损可通过在制造太阳能板时采用不发生化学反应的不同材料来避免。然而对于现有的太阳能板装置，这还不是个解决方案。
[0008]起鳞是太阳能板不同保护层出现掉皮现象。除了其他原因外，导致这一现象的原因是外部条件如潮湿、温度和日照的变化。改进保护层可部分避免这一问题，但无法完全避免。起鳞的风险总是存在，一时出现将日益加重并引起进一步的损伤。此外，保护层的改进无法解决已经在使用中的太阳能板装置的问题。
[0009]通常，来自太阳能板的电流流向电网或电池。然而，电流也会流向另一方向，即从电网或电池流向太阳能板。这种逆流会导致太阳能板负载且造成损伤。可通过安装一个防止逆流的二极管来保护太阳能板，但其仅对于某一击穿电压有效。
[0010]造成太阳能板潜在感应老化(PID)的原因是来自光伏电池半导体的电子流出到周边结构，如上部的玻璃板、下部支撑板、周边保护层、安装太阳能板的框架或支撑结构。这种流出的原因是光伏电池和上述结构间的电压过高。电子漏出会影响光伏电池内半导体间的PN结，从而降低其功能。
[0011]专利W0 2012/168249 A2揭示了一种监测光伏电池或光伏板制造过程中PID的方法。其涉及在光伏电池或光伏板的前面或背面放置一块导电塑料板，并在其中间施加高于50伏的直流电压(最高可到6500伏)。从而可测量光伏电池或光伏板在不同点的通电特性(电流电压特性或ι-ν特性，并联电阻)，以评估其质量及适用性。这一监测最好在受控制的温度(85°C )和湿度(85% )条件下进行。
[0012]专利W0 2012/168250 A1揭示一种类似的方法，其为了加快过程而分开成几个步骤。在检测的第一阶段，功能良好的光伏电池很快被识别出来，这一阶段很快就可完成；只有功能不佳的光伏电池才需要进一步检测opt1nally，regenerat1n以再次挑选。第一次检测应在控制的温度(> 60°C，较佳85°C )及空气湿度(> 60%，较佳85% )。进一步的检测可模拟白天和黑夜在不同的条件下进行。施加的电压为0V-100V。
[0013]上述方法的缺点在于其需要在光伏电池或光伏板的前面或背面放置一个特殊的感应器。适合于所有型号和尺寸的太阳能板的感应器较难生产。上述方法的另一缺点是其需要在控制条件下进行，因为不适合于在工作环境中已安装太阳能板的检测。
[0014]专利CN 102864439 A揭示一种制备防止PID效应的防反射膜的方法。这种防反射膜可以防止太阳能板内的光伏电池的PID效应，但一旦问题已经出现，则没有任何作用。这种防反射膜的另一缺损是不能适用于现有的太阳能板。
[0015]检测或预防太阳能板的各种缺损的解决方案已经存在。然而有些解决方案需要对太阳能板本身进行调整因此无法或很难应用于现有的太阳能板装置。这些解决方案还要求对太阳能板的制造工艺进行修改从而增加生产成本。其他一些解决方案应用于现有的太阳能板装置时需要大量的人工或不能直接扩展应用于所有类型的太阳能板装置。此外，这些解决方案大多用来检测或预防缺损。没有一个公知的解决方案既可以检测又可以预防上述缺损，同时又可以修正缺损，从而修复太阳能板。
[0016]本发明的目的之一是预防或至少减轻上述的一个或多个缺损，和/或提供总体改进方案。
[0017]发明详细描述
[0018]根据本发明，其提供一种检测、修复和/或预防太阳能板装置内太阳能板缺损的仪器和方法。
[0019]这一目的通过一种检测、修复和/或预防太阳能板装置的太阳能板的方法实现，所述太阳能板装置包括:
[0020]-至少一个由至少一个光伏电池组成的太阳能板，但较佳的选择是由多个电连接的光伏电池组成，其中至少一个太阳能板具有一个负极和一个正极，
[0021]至少一个安装太阳能板的支撑结构，
[0022]其特征在于上述方法包括以下步骤:
[0023](a)至少一个支撑结构的第一极与至少一个电压供应相连接，
[0024](b)至少一个电压供应的第二极与至少一个太阳能板的至少一极相连接，但较佳的选择是与其两极相连接，
[0025](c)在至少一个太阳能板和至少一个支撑结构间提供至少一个修复电压，并在特定的修复期限内维持修复电压，
[0026](d)在修复期限结束后，断开至少一个太阳能板与至少一个电压供应间的电连接，以及至少一个电压和至少一个支撑结构间的电连接。
[0027]发明人发现通过这种方法可以检测、预防及修复太阳能板上电压导致或恶化的缺损。有些缺损可以完全修复。发明人在实验室环境下使用电致发光的方法实现，电致发光现象是指材料在电流通过或供给电压时会发光的现象。这种现象也发生在功能良好的光伏电池上。当光伏电池受损时，它们在电致发光检测中就不会发光或仅发出弱光。再对实施根据本发明的方法前后进行对照比较时发现，在检测前缺损的光伏电池不发光或仅发出弱光，而在检测后光伏电池则发出完整的光。发明人对使用中现有的太阳能板装置也采用上述方法进行检测。在根据本发明的方法进行检测后，太阳能板的能源输出有显著提高。
[0028]在检测过程中，发明人还发现根据本发明的方法还可为太阳能板装置的太阳能板的缺损修复和预防提供一种永久的解决方案，从而减轻太阳能板的老化。
[0029]此外，发明人还发现根据本发明的方法还适用于由不同品牌和型号组成的各种太阳能板。
[0030]发明人还发现根据本发明的方法可简单地适用于现有的太阳