太陽(yáng)能電池板在制造、運(yùn)輸、設(shè)置時(shí)以及因老化，會(huì)發(fā)生各種各樣的故障。筆者將就檢測(cè)這些故障的方法，介紹Chemitox(東京都大田區(qū))在評(píng)測(cè)服務(wù)中的事例和積累的知識(shí)。

避免產(chǎn)生蝸牛紋的候選對(duì)策主要有三個(gè)(圖1)：第一，避免結(jié)晶硅系電池單元(發(fā)電元件)產(chǎn)生裂紋。第二，避免水分透過(guò)背板。第三，抑制封裝材料內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。

圖1：防止蝸牛紋的主要對(duì)策。基于封裝材料的對(duì)策比較現(xiàn)實(shí)(出處：Chemitox)

第一個(gè)對(duì)策避免電池單元產(chǎn)生裂紋在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樘?yáng)能電池板在制造和運(yùn)轉(zhuǎn)的所有階段，如制造工序、向客戶(hù)運(yùn)輸時(shí)、在發(fā)電站和住宅中設(shè)置時(shí)、設(shè)置后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等都有可能產(chǎn)生裂紋。

第二個(gè)對(duì)策避免水分透過(guò)背板目前也不現(xiàn)實(shí)。眾所周知，有背面也用玻璃封裝來(lái)取代背板，或者采用追加了防止水分透過(guò)的阻擋層的樹(shù)脂背板的方法。

但目前來(lái)說(shuō)會(huì)這造成成本增加。另外，萬(wàn)一仍然有水分滲透進(jìn)去，玻璃和背板會(huì)將水分封閉在電池板內(nèi)，可能會(huì)促進(jìn)蝸牛紋的生成。

第三個(gè)對(duì)策抑制封裝材料內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)在是主流對(duì)策。

即使電池單元內(nèi)產(chǎn)生裂紋，水分經(jīng)由樹(shù)脂背板和封裝材料滲入裂紋，只要能不讓水分與形成電池單元指狀電極(細(xì)電極)的銀發(fā)生反應(yīng)生成的銀離子在封裝材料內(nèi)擴(kuò)散，或者避免銀離子與封裝材料所含的添加物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就不會(huì)生成氧化銀和硫化銀，因而能夠抑制蝸牛紋的形成。

對(duì)主要的封裝材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)，已經(jīng)開(kāi)始在采取這種對(duì)策。

不過(guò)，由于會(huì)造成成本上升，實(shí)施了蝸牛紋對(duì)策的EVA之前很多未獲采用。但最近，由于設(shè)置后的太陽(yáng)能電池板很多發(fā)生了蝸牛紋現(xiàn)象，實(shí)施了蝸牛紋對(duì)策的EVA才得到了重視。

為了抑制蝸牛紋，材料廠商開(kāi)發(fā)新的材料和產(chǎn)品時(shí)，需要再現(xiàn)蝸牛紋的產(chǎn)生狀況，以在這種狀態(tài)下評(píng)估材料和產(chǎn)品(圖2)。

圖2：再現(xiàn)容易產(chǎn)生蝸牛紋的狀況。利用機(jī)械負(fù)載、高溫高濕和光照等試驗(yàn)裝置(出處：Chemitox)

例如，試制新的封裝材料和背板時(shí)，除了要驗(yàn)證的零部件以外，還要制作利用現(xiàn)有產(chǎn)品構(gòu)成的太陽(yáng)能電池板，在電池板上再現(xiàn)蝸牛紋產(chǎn)生的條件。對(duì)材料廠商來(lái)說(shuō)，無(wú)論是制作這種驗(yàn)證用電池板，還是再現(xiàn)引發(fā)蝸牛紋的條件都比較困難。

要再現(xiàn)蝸牛紋產(chǎn)生的條件，需要對(duì)電池單元施加機(jī)械負(fù)載，使之產(chǎn)生裂紋，然后置于高溫高濕環(huán)境下，便于水分從背板滲透進(jìn)去。之后，照射模擬陽(yáng)光的波長(zhǎng)頻帶的光，創(chuàng)造便于銀離子在封裝材料內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境。

Chemitox提供制作這種驗(yàn)證用太陽(yáng)能電池板和再現(xiàn)蝸牛紋產(chǎn)生條件的服務(wù)，推動(dòng)了開(kāi)發(fā)。例如，封裝材料廠商只需帶來(lái)想驗(yàn)證的封裝材料，從電池板的制作到評(píng)測(cè)就就能全部完成。