太陽能電池板在制造、運輸、設置時以及因老化，會發(fā)生各種各樣的故障。筆者將就檢測這些故障的方法，介紹Chemitox(東京都大田區(qū))在評測服務中的事例和積累的知識。

避免產生蝸牛紋的候選對策主要有三個(圖1)：第一，避免結晶硅系電池單元(發(fā)電元件)產生裂紋。第二，避免水分透過背板。第三，抑制封裝材料內的化學反應。

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

第一個對策避免電池單元產生裂紋在現(xiàn)實中很難實現(xiàn)。因為太陽能電池板在制造和運轉的所有階段，如制造工序、向客戶運輸時、在發(fā)電站和住宅中設置時、設置后運轉時等都有可能產生裂紋。

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

但目前來說會這造成成本增加。另外，萬一仍然有水分滲透進去，玻璃和背板會將水分封閉在電池板內，可能會促進蝸牛紋的生成。

第三個對策抑制封裝材料內的化學反應，現(xiàn)在是主流對策。

即使電池單元內產生裂紋，水分經由樹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(細電極)的銀發(fā)生反應生成的銀離子在封裝材料內擴散，或者避免銀離子與封裝材料所含的添加物發(fā)生化學反應，就不會生成氧化銀和硫化銀，因而能夠抑制蝸牛紋的形成。

對主要的封裝材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)，已經開始在采取這種對策。

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

為了抑制蝸牛紋，材料廠商開發(fā)新的材料和產品時，需要再現(xiàn)蝸牛紋的產生狀況，以在這種狀態(tài)下評估材料和產品(圖2)。

圖2：再現(xiàn)容易產生蝸牛紋的狀況。利用機械負載、高溫高濕和光照等試驗裝置(出處：Chemitox)

例如，試制新的封裝材料和背板時，除了要驗證的零部件以外，還要制作利用現(xiàn)有產品構成的太陽能電池板，在電池板上再現(xiàn)蝸牛紋產生的條件。對材料廠商來說，無論是制作這種驗證用電池板，還是再現(xiàn)引發(fā)蝸牛紋的條件都比較困難。

要再現(xiàn)蝸牛紋產生的條件，需要對電池單元施加機械負載，使之產生裂紋，然后置于高溫高濕環(huán)境下，便于水分從背板滲透進去。之后，照射模擬陽光的波長頻帶的光，創(chuàng)造便于銀離子在封裝材料內發(fā)生化學反應的環(huán)境。

Chemitox提供制作這種驗證用太陽能電池板和再現(xiàn)蝸牛紋產生條件的服務，推動了開發(fā)。例如，封裝材料廠商只需帶來想驗證的封裝材料，從電池板的制作到評測就就能全部完成。