地面用晶体硅太阳电池总规范 GB/T29195-2012

中华人民共和国国家标准

地面用晶体硅太阳电池总规范

General specification of crystalline silicon terrestrial solar cells

GB/T 29195-2012

发布部门：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中国国家标准化管理委员会

发布日期：2012年12月31日

实施日期：2013年06月01日

前 言

    本标准按照GB/T 1．1-2009给出的规则起草。

    请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

    本标准由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会(SAC/TC 90)提出并归口。

    本标准起草单位：无锡尚德太阳能电力有限公司。

    本标准主要起草人：李华、陈如龙、汪义川、梁哲、杨林、张光春、施正荣。

1  范围

    本标准规定了地面用晶体硅太阳电池的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、储存和运输。

    本标准适用于地面用单晶硅太阳电池和地面用多晶硅太阳电池（以下简称电池）。

2  规范性引用文件

    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

    GB/T 191 包装储运图示标志(GB/T 191-2008，ISO 780：1997，MOD)

    GB/T 2828．1-2003 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划(ISO 2859-1：1999，IDT)

    GB/T 2829 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）

    GB/T 6495．1-1996 光伏器件 第1部分：光伏电流-电压特性的测量(idt IEC 60904-1：1987)

    GB/T 6495．3-1996 光伏器件 第3部分：地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据(idt IEC 60904-3：1989)

    GB/T 6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法

    GB/T 17473．7-2008 微电子技术用贵金属浆料测试方法 可焊性、耐焊性测定

    IEC 60891 晶体硅光伏器件的Ⅰ-Ⅴ实测特性的温度和辐照度修正方法(Photovoltaic devices Procedures for temperature and irradiance corrections to measured Ⅰ-Ⅴ characteristics)

    ASTM D 3359 胶带试验测定粘合性的方法(Standard test methods for measuring adhesion by tape test)

    SEMI PV22 太阳电池用硅片规范(Specification for silicon wafers for use in photovoltaic solar cells)

3  术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

3．1  钝形缺口 obtuse nick

    缺口形状呈现为沿边缘平缓过渡，并不向中心深入的状态。

3．2  V形缺口 V-type nick

    缺口形状呈现为向中心尖锐深入的形状，类似字母“V”。

3．3  基体材料 substrate

    符合SEMI PV22要求的单晶硅片或多晶硅片。

3．4  电池隐性裂纹 cell invisible crack

    肉眼不可见的但用其他检测技术可使其显现的具有一定尺寸的裂纹。

4  要求

4．1  设计和结构

    4．1．1  电极

        4．1．1．1  电极图形完整性，电极图形尺寸、形状和位移应符合产品详细规范的规定。

        4．1．1．2  电极应无变色现象。

        4．1．1．3  电极应具有良好的可焊性。

    4．1．2  背面铝膜1)

        4．1．2．1  背面铝膜与基体材料的附着强度

            背面铝膜应牢固附着在基体材料上，按5．1．2．1规定的方法检测，背面铝膜不应出现任何脱落现象。

        4．1．2．2  背面铝膜的外观

            背面铝膜的允许凸起高度应在产品详细规范中规定。背面铝膜应图形完整。背面铝膜的形状、图形位移应符合产品详细规范的规定。

    4．1．3  减反射膜的附着强度

        采用减反射膜设计结构的电池，减反射膜应牢固附着在基体材料上，按5．1．3规定的方法检测，减反射膜不应出现任何脱落现象。

    4．1．4  尺寸

        表1和表2规定了典型电池的尺寸要求，其他电池的尺寸规格要求应符合产品详细规范的规定。

    4．1．5  外观

        电池的外观应符合以下要求：

            ——电池的颜色应均匀一致，无水痕、手印等外观缺陷。电池间应无明显的色差；

            ——电池上不应存在肉眼可见的孔洞、裂纹及V形缺口；

            ——同一片电池上出现的崩边、钝形缺口不应超过两处，且外形缺陷的长度应不大于1．5mm，由边缘向中心的深度应不大于0．5mm。

4．2  力学性能

    4．2．1  弯曲变形

        一般情况下，电池的弯曲变形用电池的弯曲量来衡量，电池的弯曲量如图1所示。不同尺寸规格的电池允许的最大弯曲量应符合产品详细规范的规定。

    4．2．2  电极附着强度及电极与焊点的抗拉强度

        电极附着应牢固，焊接后，电极与焊点应结合牢固，按5．2．2规定的方法检测，电极不应从基体材料上脱落，电极与焊点之间不应脱离。

    4．2．3  电池隐性裂纹

        电池体内不应有影响电池性能的隐性裂纹。

4．3  电性能

    4．3．1  电性能参数

        电池电性能参数包括但不仅限于开路电压、短路电流、填充因子、最大功率、转换效率、低辐照度性能。电池电性能参数应符合相关产品详细规范的规定。

    4．3．2  电性能参数的温度系数

        电池电性能参数的温度系数包括但不仅限于短路电流温度系数α、开路电压温度系数β和最大功率温度系数γ。电池电性能参数的温度系数应符合相关产品详细规范的规定。

    4．3．3  电池最大功率初始光衰减比率

        电池最大功率初始光衰减比率应符合产品详细规范的规定。

4．4  热循环试验

    按5．4规定的方法检测，电池的外观、力学性能应符合4．1．5、4．2的规定，电池的最大功率衰减比率应不超过3％。

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1)4．1．2针对采用背面铝膜设计结构的电池。

5  试验方法

5．1  设计和结构

    5．1．1  电极

        5．1．1．1  电极图形完整性，电极图形尺寸、形状和位移的检验应使用分辨力优于0．02mm的卡尺测量。

        5．1．1．2  在照度不小于800lx的白色光源下，目测电极是否变色。

        5．1．1．3  电池电极的可焊性按GB/T 17473．7-2008进行检测。

    5．1．2  背面铝膜2)

        5．1．2．1  背面铝膜与基体材料的附着强度

            如图2所示放置样品，在满足EVA充分交联的条件下层压，取出后立即撕下聚四氟乙烯耐高温漆布，待冷却到室温后，用刀割断EVA和铝膜，撕去EVA条，观察有无铝膜脱落现象。

        5．1．2．2  背面铝膜的外观

            背面铝膜的凸起高度应使用分辨力优于0．01mm的带标尺的光学显微镜测量，图形缺陷采用目测，图形位移采用分辨力优于0．02mm的卡尺测量。

    5．1．3  减反射膜附着强度

        减反射膜附着强度的检测采用胶带试验测定粘合性的方法，胶带附着强度不小于0．44N/mm。具体参照ASTM D 3359的规定进行。

    5．1．4  尺寸

        电池的尺寸采用分辨力优于0．02mm的卡尺测量，电池的厚度采用分辨力优于0．01mm的千分尺测量。

        电池的角度偏差采用分辨力优于0．1°的量角器测量。

        电池的厚度偏差和总厚度变化率参照GB/T 6618进行检测。

    5．1．5  外观

        在照度不小于800lx的白色光源下对电池进行目测。

        电池的崩边、钝形缺口等外形缺损的尺寸检测，采用分辨力优于0．02mm的卡尺测量。

5．2  力学性能

    5．2．1  弯曲变形

        使用表面平整度优于0．01mm平台，电池背面朝下水平放置，用分辨力优于0．01mm的量具进行检测。

    5．2．2  电极附着强度及电极与焊点抗拉强度

        电极的附着强度及电极与焊点的抗拉强度检测采用同一方法。按图3所示，将小于或等于电极宽度的镀锡铜带焊接在电池电极上，焊接长度为10mm±0．5mm，焊接质量以不虚焊为准。按图4所示将焊接镀锡铜带的电池固定在上下两片硬质夹板之间，将镀锡铜带通过上夹板的开槽引出（开槽的宽度应略大于镀锡铜带的宽度）。在与焊接面成45°角方向对镀锡铜带逐渐施加拉力，拉力达到1．73N/mm（拉力/镀锡铜带宽度）后持续10s。

    5．2．3  电池隐性裂纹

        在电池电极两端加正向电压，使电流密度大小和电池短路电流密度相当，用分辨率优于0．5mm/pixel的红外相机采集图像。

5．3  电性能

    5．3．1  电性能参数

        电池电性能参数检测按GB/T 6495．1-1996和GB/T 6495．3-1996进行。

        注：低辐照度性能的检测应在25℃、200W/m2的室外自然光或模拟光源条件下进行。

    5．3．2  电性能参数的温度系数

        电池电性能参数的温度系数检测按IEC 60891进行。

    5．3．3  电池最大功率初始光衰减比率

        按照5．3．1要求检测过电性能参数的电池，在辐照度为800W/m2～1100W/m2的室外自然光或模拟光源下照射2h（该过程中应保证电池温度不超过80℃），再次按照5．3．1要求检测电性能，电池最大功率初始光衰减比率由式(1)计算：

        式中：

        P0——光衰减前电池最大功率；

        P1——光衰减后电池最大功率。

5．4  热循环试验

    将经初始光衰减稳定后的电池样品间隔地放置在环境试验箱（相对湿度小于60％）中，按照图5的温度分布，使电池的温度在-40℃±2℃和85℃±2℃之间循环。在两个极端温度的保持时间不少于10min，一次循环时间不超过6h，循环次数5次。再按5．1．5、5．2、5．3．1的规定对电池的外观、力学性能和电性能参数中的最大功率进行检测。

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2)5．1．2针对采用背面铝膜设计结构的电池。

6  检验规则

6．1  检验分类

    检验分为型式试验、交收检验。

6．2  型式试验

    每年至少进行一次型式试验，有下列情况之一时，也应进行型式试验：

    ——设计定型鉴定和生产定型鉴定时；

    ——停产半年恢复生产时；

    ——当设计、工艺或者材料变更可能影响产品性能时；

    ——交收检验结果与上次型式试验结果有较大差异时；

    ——国家质量监督机构提出进行型式试验的要求时。

    一个型式试验批由采用同一材料、同一结构设计、同一工艺条件、基本相同的生产设备在不超过三天的时间内所生产的电池组成。型式试验时，按GB/T 2829规定的方法从同一批样品中随机抽取10片样品，按图6所示的程序进行全项目检测。检测项目、试验方法及要求见表3规定，各项检测结果应符合对应要求条款的规定。如任意一片样品的任一项目不符合要求，则该设计被判定达不到定型要求，应查明原因，进行改进后，重新进行型式试验。

6．3  交收检验

    一个交收检验批可由一个生产批组成或由采用基本相同的材料、工艺和设备，间隔时间不超过一周的几个生产批组成。交收检验项目除全检项目外，其他项目抽样方案按GB/T 2828．1-2003中的规定进行，其检测项目、抽样方案，检验水平、接收质量限(AQL)按照表4规定进行。对于在线全检项目，如电池达不到任意一项要求，则该片电池应被判定为不合格品。

7  标志、包装、储存和运输

7．1  标志

    电池上宜印有生产厂家的标志。

7．2  包装

    电池的包装应符合以下要求：

        ——电池内包装和外包装要求应在产品详细规范中规定，确保电池在储存、运输过程中完好无损；

        ——电池包装盒（或箱）上至少印有如下产品标志：厂名、产品名称、产品型号或标记、制造日期、生产批号、标称厚度、转换效率、合格标识；

        ——外包装箱应印有正放置、防潮、防晒、易碎、堆码极限等标志，包装储运图示标志应符合GB/T 191的规定。

7．3  储存

    产品应在干燥（相对湿度小于60％）、无腐蚀性气体的环境条件下储存。储存期限应符合产品详细规范的规定。

7．4  运输

    应使用有缓冲材料的包装进行运输，运输过程中做好防护措施。