高湿环境下太阳能电池板故障分析

太阳能电池板在制造、运输、设置时以及因老化，会发生各种各样的故障。笔者将就检测这些故障的方法，介绍Chemitox（东京都大田区）在评测服务中的事例和积累的知识。
本文介绍长时间暴露在高温、高湿环境下的太阳能电池板故障事例。该事例中在外观上主要有两种表现：一种是树脂背板部分鼓包；另一种是电池单元（发电元件）外周附近从保护玻璃上剥落的“脱层”现象（图）。
背板鼓包（左上），电池单元外周剥离（左下）树脂材料导致的故障事例（出处：Chemitox）
这两种现象都是树脂部材在高温高湿环境下发生劣化导致的。
“背板鼓包”（图左上）是背板的树脂封装材料产生气体，像气球一样鼓起来的现象。
“脱层”（图左下）是因为背板和树脂封装材料劣化，电池单元以外周附近为起点剥落，导致保护玻璃与封装材料或者封装材料与电池单元之间发生剥离的现象。剥离会造成光透射率降低，从而导致电池单元输出功率降低。
当判明发生了这类故障，造成太阳能电池板输出功率降低时，要使发电量的减少最小化，就要迅速更换电池板。
另外，为了防止今后同样的现象再发生，先查明原因可以说非常重要。因此认为，用化学方法分析高温高湿环境下的劣化机制是较为有效的做法。
关于背板的劣化，背板上附着的醋酸气体（CH3COOH）残量认为可能与输出功率的降低率有关联。醋酸气体是保护玻璃与背板之间填充的封装材料EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）产生的。
因此，对背板附着的醋酸气体定量化是分析的目的之一。
醋酸气体是太阳能电池板内进入的水蒸气与封装材料EVA发生化学反应产生的。
这种劣化还会对母线（电池单元上的粗线状电极）周围造成腐蚀等，查明了多种关联性。
查明了劣化机制后，就能确定对策的方向。对此次的事例，已对封装材料使用的EVA，采取了必要措施等，在由太阳能电池板厂商和材料厂商努力加以改善。