اختبارات موثوقية وحدات PV: القائمة الكاملة، وما يكسر كل اختبار، وما يمكنك تشغيله داخليًا
جدول المحتويات
اختبار موثوقية وحدة PV يتلخص في قائمة ثابتة من الاختبارات المتسارعة، كل واحد منها مصمم لكسر جزء محدد من الوحدة، وكل واحد منها يُقرأ عبر القياسات الأربعة نفسها: قدرة IV، والتألق الكهربائي، والفحص البصري، ومقاومة العزل. تحدد IEC 61215 خط الأساس للتأهيل؛ وتضيف مواصفات العملاء والبرامج الخارجية مثل PVEL درجة صرامة فوقه. فيما يلي قائمة الاختبارات الكاملة، وما يحاول كل اختبار فعليًا تدميره، وأي جهة من الوحدة — الخلية أم الصفيحة — تفشل عادة أولًا.
اقرأ هذا أولًا: الاختصارات ليست قياسية
قبل الجداول، تحذير واحد يوفر الكثير من الالتباس في اجتماعات المشتريات. الاختصارات الصناعية لهذه الاختبارات تُستخدم بشكل غير متسق، وبعضها يتناقض مع المعيار الذي يزعم الرجوع إليه.
تُرقّم IEC 61215-2 إجراءاتها كعناصر MQT. والعناصر ذات الصلة هي:
| إجراء IEC 61215-2 | رقم MQT |
|---|---|
| اختبار تحمّل النقطة الساخنة | MQT 09 |
| اختبار الدورة الحرارية | MQT 11 |
| اختبار التجمد الرطب | MQT 12 |
| اختبار الحرارة الرطبة | MQT 13 |
| اختبار تيار التسرب الرطب | MQT 15 |
| اختبار الحمل الميكانيكي | MQT 16 |
| اختبار البرد | MQT 17 |
| الاختبار الحراري لديود التجاوز | MQT 18 |
الآن قارن ذلك بالطريقة التي تُكتب بها الاختبارات نفسها عادةً في عروض الأسعار والتقارير الداخلية:
- HF يُستخدم بشكل روتيني للدلالة على hail(البرد). في IEC 61215، HF هي دورة التجمد الرطب (MQT 12). أما تأثير البرد فهو MQT 17 وليس له تسمية HF.
- DH يُستخدم أحيانًا للدلالة على الحرارة الرطبة مع خطوة تجمد. الحرارة الرطبة هي MQT 13؛ وخطوة التجمد هي اختبار التجمد الرطب المنفصل (MQT 12).
- HS يُستخدم لكل من النقطة الساخنة و ونقع الرطوبة، ونقع الرطوبة ليس اسم إجراء في IEC 61215 على الإطلاق — إجراء الحرارة الرطبة في المعيار هو DH.
لا شيء من هذا تنطع. إذا كانت مواصفات اختبارك تقول HF وقرأها مورّدك على أنها التجمد الرطب بينما قرأها عميلك على أنها البرد، فستكتشف الفرق في تقرير التأهيل، لا في عرض السعر. اكتب رقم MQT، لا الاختصار.
اختبارات التأهيل
| الاختبار | ما يحاكيه | الدرجة النموذجية | مرجع IEC |
|---|---|---|---|
| الدورة الحرارية (TC) | تقلبات درجات الحرارة اليومية والموسمية | −40 °C إلى +85 °C؛ 200 دورة للتأهيل، و50 للفحص | MQT 11 |
| التجمد الرطب (HF) | التجمد والذوبان مع وجود الرطوبة | دوري، مع مرحلة تجمد بعد التعرض للرطوبة | MQT 12 |
| الحرارة الرطبة (DH) | مناخ ساحلي أو استوائي حار ورطب | 85 °C / 85 %RH لمدة 1,000 h؛ غالبًا ما يمدّد العملاء إلى 2,000 h | MQT 13 |
| تحمّل النقطة الساخنة | تظليل جزئي يدفع خلية إلى الانحياز العكسي | خلية واحدة مظللة جزئيًا عند 1 sun لمدة 5 h | MQT 09 |
| تأثير البرد | تأثير ميكانيكي من الجليد | كتلة وسرعة كرة جليدية محددتان عند نقاط تأثير معينة | MQT 17 |
| الحمل الميكانيكي | ضغط الرياح والثلوج على الصفيحة | حمل منتظم، عادةً 2,400 Pa أو أعلى، أمامي وخلفي | MQT 16 |
| التهيئة بالأشعة فوق البنفسجية | سنوات من التعرض للأشعة فوق البنفسجية | جرعة UV محددة، أمامية وخلفية للوحدات ثنائية الوجه | IEC 61215-2 |
| تيار التسرب الرطب | سلامة العزل في الظروف الرطبة | مقاومة العزل تُقاس مع ترطيب الوحدة | MQT 15 |
| الاختبار الحراري لديود التجاوز | تسخين الديود تحت تيار تجاوز مستمر | تيار مفروض عبر الديود مع مراقبة درجة الحرارة | MQT 18 |
هناك أمران في هذه القائمة يستحقان الذكر بوضوح. TC50 اختبار فحص للتطوير الداخلي؛ TC200 هو ما يتطلبه التأهيل. و DH1000 هو خط الأساس للتأهيل — العميل الذي يطلب DH2000 يطلب ضعف التعرض، وهذا فرق هندسي حقيقي وليس إجراءً ورقيًا.
الاختبارات الموسّعة والخاصة بالسوق
هذه ليست متطلبات تأهيل IEC 61215. إنها تأتي من برامج خارجية أو مواصفات عملاء أو سوق الوجهة، وهي حيث تكمن فعليًا الكثير من متطلبات المناقصات.
| الاختبار | سبب طلبه | ملاحظة |
|---|---|---|
| PID، مدة موسّعة | إجهاد النظام عالي الجهد، هجرة أيونات الصوديوم | تشغّل البرامج الخارجية عادةً 192 h عند 85 °C / 85 %RH مع تطبيق −1,000 V أو −1,500 V، مقابل المدة الأقصر في المعيار. يُطلب بشكل متكرر في مناقصات المرافق على نطاق واسع |
| الحرارة الرطبة، موسّعة | ضعف تعرض التأهيل | 1,000 h هو خط الأساس؛ و2,000 h امتداد من العميل |
| تآكل ضباب الملح | المنشآت الساحلية والبحرية | IEC 61701 — يهاجم التمعدن والإطارات والتوصيل البيني |
| تآكل الأمونيا | المواقع الزراعية والمجاورة للثروة الحيوانية | IEC 62716 — يهاجم التمعدن ومادة التغليف والإطار |
| الرمال والغبار | المواقع الصحراوية والقاحلة | تآكل الطبقة المضادة للانعكاس والزجاج، بالإضافة إلى التراكم |
| حمل الثلوج | حمل ثابت مستمر، وليس دوريًا | انحراف ثابت طويل الأمد بدلاً من الدورات المتكررة |
| الغمر | تطبيقات خطر الفيضانات والعوم | فشل الإغلاق الكامل هو نمط الفشل |
| النبضات / الارتفاعات المفاجئة | التيارات العابرة الناتجة عن الصواعق | حماية صندوق التوصيل وتباعد العزل |
ما يفشل فعليًا: جانب الخلية مقابل جانب الوحدة
هذا هو الجزء الأهم في الإنتاج، لأنه يخبرك ما إذا كان الفشل يشير إلى مورد الخلايا لديك أم إلى خط التصفيح والتجميع الخاص بك. ي consolidates الجدول أدناه أسباب الفشل المذكورة في تجميع صناعي صيني لهذه الاختبارات، معاد تنظيمها حسب الاختبار.
| الاختبار | أسباب جانب الخلية | أسباب جانب الوحدة |
|---|---|---|
| التدهور المحفز بالضوء (LID) | معقدات البورون-الأكسجين المنشطة بالضوء في السيليكون المطعم بالبورون؛ محتوى أكسجين مرتفع؛ التلبيد والتلدين خارج النافذة؛ التلوث المعدني في الرقاقة | درجات حرارة التصفيح والمعالجة التي تغير حالة التلدين للخلية؛ بيئة هيدروجين غير مواتية داخل الصفيحة تسرع تنشيط العيوب |
| LeTID، التدهور المتأخر | توزيع الهيدروجين داخل الرقاقة؛ انحراف معاملات التلبيد والتلدين؛ تلوث الكربون والمعادن | تحلل مادة التغليف الذي يوفر هيدروجينًا إضافيًا؛ درجة حرارة تشغيل مرتفعة مستمرة تسرع التفاعل |
| PID | طبقات التخميل ضعيفة الكثافة أو المحتوية على ثقوب دقيقة؛ عزل الحواف غير المكتمل المسبب لتسرب الحواف؛ مقاومة عزل التخميل غير الكافية | تحرر الصوديوم من زجاج الصودا-الجير؛ مقاومية حجمية منخفضة لمادة التغليف؛ فشل مانع تسرب الحواف الذي يسمح بدخول الرطوبة؛ تأريض غير كافٍ للإطار |
| حرارة رطبة | تخميل حواف ضعيف؛ تمعدن معرض للتآكل؛ عزل حواف غير كافٍ | حاجز رطوبة ضعيف للطبقة الخلفية؛ فشل مانع تسرب الحواف؛ تحلل مادة التغليف المنتج لحمض الخليك؛ فراغات ناتجة عن التصفيح غير المكتمل |
| النقطة الساخنة | تيار تسرب عكسي مرتفع؛ تلوث أو مناطق منخفضة التيار موضعية؛ أصابع مكسورة وشقوق دقيقة تخلق عدم تطابق في التيار | عدم تطابق التيار داخل السلسلة؛ اختيار خاطئ لديود التجاوز أو وصلة لحام باردة؛ تظليل خارجي مستمر أو تلوث |
| الشقوق الدقيقة (المكتشفة بواسطة EL) | هشاشة الرقاقة الرقيقة؛ إجهاد متبقٍ من الطباعة والتلبيد؛ تلف المناولة أثناء القطع والفرز والنقل | ضغط تصفيح غير متساوٍ؛ إجهاد شد من لحام الشريط؛ إجهاد أثناء التأطير والمناولة والحمل الميكانيكي؛ إجهاد التبريد بعد التصفيح |
| التدهور بالأشعة فوق البنفسجية | طبقة مضادة للانعكاس ذات ثبات غير كافٍ للأشعة فوق البنفسجية؛ انزياح معامل الانكسار الذي يرفع الامتصاص البصري | مثبت UV غير كافٍ في مادة التغليف أو الطبقة الخلفية؛ اصفرار يقلل النفاذية؛ تشقق الطبقة الخلفية الذي يسمح بدخول الرطوبة |
| الدورات الحرارية | إجهاد متبقٍ في الخلية؛ عدم تطابق التمدد الحراري بين التمعدن والسيليكون | عدم تطابق التمدد عبر الشريط والخلية والزجاج ومادة التغليف؛ وصلات لحام باردة تركز الإجهاد؛ إجهاد تصفيح متبقٍ |
| تأثير البرد | رقاقة رقيقة ذات مقاومة صدم منخفضة؛ شقوق دقيقة موجودة مسبقًا عند الوصول؛ إجهاد عملية متبقٍ | سماكة زجاج غير كافية أو تقسية سيئة؛ مادة تغليف صلبة جدًا أو رقيقة جدًا لامتصاص الطاقة؛ دعم إطار ضعيف؛ تباعد خلايا غير مناسب |
| الحمل الميكانيكي | شقوق دقيقة موجودة مسبقًا؛ قوة رقاقة منخفضة تحت الانحراف | قوة إطار أو ترابط غير كافٍ؛ تصميم تباعد خلايا سيئ؛ صلابة طبقة خلفية غير كافية؛ إجهاد تصفيح داخلي |
| ضباب الملح | أصابع الفضة والفضة-الألومنيوم عرضة لهجوم الكلوريد؛ حماية حواف ضعيفة؛ كثافة معجون ملبد منخفضة | تلف أنودة الإطار؛ فشل إغلاق الإطار أو الطبقة الخلفية؛ عيوب إغلاق صندوق التوصيل؛ تآكل طلاء الشريط |
| الأمونيا | تدهور التمعدن والتخميل تحت الأمونيا مع الرطوبة | نفاذية مادة التغليف والطبقة الخلفية؛ تفاعل الإطار والمواد؛ تحلل مائي متسارع |
| التسرب الرطب والعزل | عزل حواف غير مكتمل؛ عزل حواف غير كافٍ؛ نتوءات وحواف حادة تسبب تفريغًا جزئيًا | طبقات عزل غير كافية أو متأثرة بثقوب دقيقة؛ مقاومة تأريض إطار مفرطة؛ مسافة زحف غير كافية في صندوق التوصيل |
| التقشير والالتصاق | طاقة سطحية منخفضة لطلاء الخلية تعطي التصاقًا ضعيفًا لمادة التغليف | درجة حرارة أو زمن أو ضغط التصفيح أقل من الهدف؛ تحضير سطحي سيئ للزجاج أو الطبقة الخلفية؛ عدم تطابق تركيبة مادة التغليف |
اقرأ العمودين لأسفل وستجد الانقسام متسقًا: عمود الخلية يتعلق بجودة المواد والتاريخ الحراري؛ عمود الوحدة يتعلق بالواجهات والإغلاق والإجهاد ونافذة العملية. هذه هي القاعدة التشخيصية العملية التي يرمز إليها هذا الجدول فعليًا.
ما يمكنك اختباره داخليًا، وما لا يمكنك
تعامل معظم المصانع اختبار الموثوقية كشيء يحدث في المختبر. عمليًا، الانقسام مختلف، ومعرفة أين يقع الخط تغير مدى سرعة تفاعلك مع الفشل.
اختبارات تحتاج إلى غرفة أو مختبر
الدورات الحرارية، والتجميد الخالي من الرطوبة، والحرارة الرطبة، وPID، وضباب الملح، والأمونيا، والتكييف المسبق بالأشعة فوق البنفسجية كلها تتطلب غرفًا بيئية بتحكم معاير وأوقات تشغيل طويلة دون مراقبة. لا أحد يشغلها كفحص إنتاج يومي.
اختبارات يمكنك وينبغي أن تشغلها على الخط
قياسات القراءة — الأربعة التي يُحكم بها على كل اختبار من الاختبارات المذكورة أعلاه — كلها قابلة للتنفيذ في الإنتاج:
- قدرة IV والأداء الكهربائي. محاكي من فئة A+A+A+ وجهاز اختبار IV يمنحك قياس القدرة الذي يُعبَّر عن كل نتيجة اختبار مقابلها. لدينا جهاز اختبار IV للوحدة XJCM-13A+، و محاكي الشمس OTMT-A و جهاز اختبار IV من طراز ST-TLD3A+ مصممة للاستخدام المباشر على الخط أو خارجه بمعدلات الإنتاج.
- التألق الكهربائي. EL هي الطريقة التي يتم بها فعلياً اكتشاف الشقوق الدقيقة والأصابع المكسورة والمناطق غير النشطة والخلايا المتأثرة بـ PID. فحص EL و VI المباشر على الخط، ومحطة EL مستقلة للوحدة مثل OEL-S2400، وجهاز محمول للفحص الميداني أو فحص الاستلام هي ثلاث مهام مختلفة. جهاز اختبار EL المحمول هو ما تستخدمه لفحص الخلايا الواردة والوحدات المُعادة دون إيقاف الخط.
- العزل واختبار الجهد العالي واستمرارية الأرضي. هذه هي قياسات السلامة، وهي سريعة بما يكفي لتشغيلها لكل وحدة. جهاز CHT9980A لاختبار السلامة الشامل يغطي اختبار الجهد العالي والعزل واستمرارية الأرضي في محطة واحدة؛ أما CHT9951A و CHT9930A فيغطي الوظائف الفردية.
- الفحص البصري. لا يزال قياساً مطلوباً، ولا يزال الأرخص.
أين يعوّض الاختبار الداخلي تكلفته فعلاً
حالتان. أولاً، عندما يعيد العميل وحدات أو تفشل دفعة في الوجهة: امتلاك قدرة EL و IV الخاصة بك يعني أنك تستطيع توصيف العطل في ساعات بدلاً من شحن العينات وانتظار النتائج. ثانياً، عندما تغيّر مادة — مادة تغليف جديدة، رقاقة أرق، شريط مختلف — فإن مقارنة IV و EL قبل وبعد على خطك الخاص تلتقط أنماط الفشل المتعلقة بالعملية (فراغات التصفيح، إجهاد اللحام، شقوق المناولة) قبل وقت طويل من اختبار الغرفة.
ما لا يستطيع الاختبار الداخلي فعله هو أن يحل محل اختبارات الغرفة. يمكنه أن يخبرك أن شيئاً ما تغيّر؛ لكنه لا يستطيع أن يخبرك كيف تتصرف الوحدة بعد 1,000 ساعة عند 85 °C و85 %RH.
كيف تقرأ تقرير الموثوقية
أياً كان الاختبار المعني، فإن التقرير لا يكون ذا معنى إلا إذا أجاب عن هذه الأسئلة:
- أي إجراء وأي مراجعة؟ رقم MQT وسنة المعيار. تم تنقيح IEC 61215-2؛ والنتائج غير قابلة للتبادل بين المراجعات.
- ما كانت القياسات الأربعة قبل وبعد؟ قدرة IV، EL، الفحص البصري، مقاومة العزل. النجاح في القدرة وحدها قد يخفي تغيراً في EL يتنبأ بفشل ميداني.
- ما كان معيار النجاح، ومن وضعه؟ معيار المعيار ومعيار العميل مختلفان عادةً. حدود تدهور القدرة بنسبة 5 % شائعة لكنها ليست عالمية.
- كم عدد العينات، ومن أي فترة إنتاج؟ نتيجة من ثلاث وحدات صُنعت في ظهيرة واحدة هي عينة من تلك الظهيرة.
- ما كان الفشل، إن وُجد، وعلى أي جانب من الجدول وقع؟ هنا يصبح تقسيم الخلية مقابل الوحدة المذكور أعلاه مفيداً: فهو يخبرك من يحتاج إلى التصرف.
الأسئلة الشائعة
هل IEC 61215 معيار موثوقية أم معيار سلامة؟
IEC 61215 هو تأهيل التصميم والموافقة على النوع — فهو يثبت أن التصميم يمكنه تحمل الإجهادات المدرجة. السلامة هي IEC 61730. تحتاج الوحدة إلى كليهما، والنجاح في أحدهما لا يقول شيئاً عن الآخر.
ما الفرق بين TC50 و TC200؟
فقط عدد الدورات، لكن الغرض مختلف. TC50 اختبار تطوير وفرز يُستخدم لالتقاط مشاكل المواد واللحام الواضحة بسرعة. TC200 هو متطلب التأهيل بموجب IEC 61215. النجاح في TC50 لا يعني النجاح في TC200.
لماذا يطلب العملاء PID عند 192 ساعة بينما المعيار أقصر؟
لأن المدة القياسية وُضعت كحد أدنى للتأهيل، وقد رأى المشترون على نطاق المرافق حالات فشل PID ميدانية لم يتنبأ بها اختبار عند الحد الأدنى. اختبار PID الممتد، عادةً عند جهد عالٍ و85 °C / 85 %RH، هو متطلب برنامج عميل أو طرف ثالث وليس متطلب IEC.
هل يهم LID في وحدات النوع N؟
LID الناتج عن البورون-الأكسجين هو في الأساس مشكلة النوع P المطعم بالبورون. خلايا النوع N مثل TOPCon والوصلات غير المتجانسة خالية منه إلى حد كبير، وهذا أحد أسباب تحول الصناعة. آلية التدهور التي يجب مراقبتها في النوع N هي LeTID، حيث يقود سلوك الهيدروجين وليس مركبات البورون-الأكسجين الخسارة.
هل يمكننا تأهيل وحدة دون غرفة اختبار؟
لا. اختبارات الغرفة هي التأهيل. ما يمكنك فعله دون غرفة هو اكتشاف أنماط الفشل الناتجة عن العملية مبكراً، باستخدام EL و IV، وتجنب شحن وحدات ستفشل في اختبار الغرفة الذي سيجريه عميلك.
من أين يأتي محتوى أسباب الفشل في هذه المقالة؟
قائمة الاختبارات الموحدة وأسباب الفشل من جانب الخلية مقابل جانب الوحدة مستمدة من التجميع الصناعي الصيني المنشور بواسطة 新能供应链، مع تصحيح التسميات القياسية مقابل قائمة إجراءات IEC 61215-2. أرقام الشدة ومعايير النجاح المذكورة هنا هي قيم صناعية نموذجية، وليست بديلاً عن نص المعيار أو مواصفات عميلك. وحيث اختلف المصدر والمعيار في الاختصارات، اتبعنا المعيار وذكرنا ذلك أعلاه.
