行业资讯

您当前的位置: 首页 > 新闻中心 > 行业资讯 >

苏州
森通光伏有限公司

光伏组件用铝合金边框“霉斑”成因分析

发布时间:2019-09-05 10:13:23

 目的:分析光伏组件用铝合金边框出现“霉斑”的原因。方法:采用基材成分分析,氧化膜厚度分析,扫描电镜微观形貌与能谱分析等方法对拆取的“霉斑”部分和正常部分铝合金边框进行研究。结果:试验发现“霉斑”为铝合金点腐蚀导致,是腐蚀后的铝合金析出物。结论:潮湿环境可导致产生铝合金的点腐蚀,样品表面的卤素离子加速腐蚀效果,切断卤素离子的环境条件可减少腐蚀的发生,防止光伏组件安装后的断裂产生。

光伏组件(或太阳电池组件)用铝合金边框作为光伏组件的关键支撑与安装固定部件,其质量可靠性将直接关系到光伏组件实际安装后的正常运行与否。铝合金边框作为光伏组件外围支撑材料,需要在25年的时间里经受湿热、湿冷、盐雾等恶劣环境的考验,如果出现质量等问题,将切实影响光伏组件的实际使用寿命。

本文为帮助企业寻找铝合金边框出现的“霉斑”原因,为企业解决纠纷提供技术支撑,为问题的治理与防护提供技术依据。

1.试验样品及方法

该光伏组件用铝合金边框的合金牌号及供应状态为:6063-T5。从铝合金边框上取下问题部分及正常部分,共两段样品进行对比分析。

1.1化学成分分析

试验材料为“霉斑”部分和正常部分的铝合金基材,用X射线荧光能谱仪(生产厂家为美国ThermoFisher公司,型号为QUANT’X),分析两部分的基材化学成分。

1.2氧化膜膜厚分析

试验材料为“霉斑”部分和正常部分的铝合金基材,用涡流测厚仪(生产厂家为德国ElektroPhysik,型号为7400F1.5),分析测试两部分的阳极氧化膜膜厚。每个样品分别测试两次(取两次平行测试结果)。

1.3微观形貌与能谱分析

采用蔡司ZESS公司的OMEGA型场发射扫描电子显微镜观察试样的“霉斑”、“霉斑”内部和正常部分的铝合金边框微观形貌及其EDS能谱。

2.结果与讨论

2.1化学成分与平均膜厚分析结果

化学成分与平均膜厚结果见表1。从表1化学成分分析可以看出,正常边框和“霉斑”边框材质均满足6063牌号要求,且膜厚无差异。

2.2孔洞微观形貌与能谱分析结果

孔洞处的扫描电镜分析及其EDS能谱分析见表2。

2.3分析与讨论

从上述表2的铝边框孔洞处及铝边框表面的扫描电镜分析及EDS能谱分析的元素差异可以看出,在孔洞处,除了相同元素之外,孔洞内主要是S,Cl等阴离子元素,而孔洞周围则是Ca等阳离子元素。根据文献。此处形成了微区电池,产生电化学腐蚀现象,导致作为铝边框基体的纯铝快速溶解,形成腐蚀性的孔洞,并最终表现为点腐蚀。各孔洞处均发现S,Cl等阴离子元素,Cl离子在潮湿环境下会在孔洞缺陷处吸附于基体上,形成微区电池结构,形成腐蚀正反馈,进一步加重了局部微区的腐蚀。在纯铝区域,电位更负,是阳极,在腐蚀介质如S、Cl离子的作用下,使得Al基体的溶解形成了带有残留物的腐蚀坑,潮湿环境下腐蚀继续恶化,腐蚀坑向纵深的发展,于是表面就表现为带有残留物的腐蚀坑,最终表现为铝边框表面出现“霉斑”析出物。

结论

经分析,铝边框表面的“霉斑”为点腐蚀导致,引起点腐蚀损伤的原因是光伏组件存放在潮湿环境中,尤其是存在活性阴离子氯这一腐蚀性元素。样品表面卤素离子的存在加速了腐蚀效果,建议对铝合金边框进行加速盐雾试验等确认腐蚀防护效果,防止光伏组件安装后铝边框断裂的产生。