组件的质量问题正浮出水面

着中国政府推动光伏应用的政策陆续出台，中国光伏电站开发的大幕正徐徐开启。2013年，中国新增并网光伏发电装机达12.9GW(1GW=1000MW，1MW=1000KW)，一跃成为全球第一大光伏应用市场。
然而，一座座光伏电站拔地而起的同时，组件的质量问题正逐渐浮出水面。第三方检测机构专家8月在一场研讨会上表示，“在对国内32个省市，容量3.3GW的425个包括大型地面电站和分布式光伏电站所用设备检测发现，光伏组件主要存在热斑、隐裂、功率衰减等问题”。
供应链把关的失控，是组件质量问题频发的原因之一。在前些年组件产能过剩、降低成本恶性竞争的压力之下，一些未经长期实绩验证的材料进入了部分组件厂商的采购清单。在所有组件所需要的材料中，背板并不是组件最主要的成本结构，但其对电站收益率的影响则不容小觑。
光伏电站质量问题陆续浮现
此前，一份报告已经为光伏电站行业敲响了质量警钟。
比如，根据对新疆某8MW光伏电站的抽检中发现，3178块光伏组件中红外成像抽检2856块，其中19%存在虚焊热斑效应;青海某50MW光伏电站，抽检44,080块光伏组件，发现29%光伏组件出现明显蠕虫纹隐裂;某国内知名组件厂生产的1.6MW组件到货验收中，抽检中发现10%组件外观故障，20%存在隐裂故障;甘肃某10MW光伏电站，抽检发现高达58%的光伏组件出现功率明显衰减。通常而言，组件的光电转化率年均衰减应该控制在0.8%以内，然而前述光伏组件的表现已经远远超出了这一范围。
背板材料的失效将使组件内部的封装材料和电池直接曝露在严苛的户外环境中，引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等问题，迅速降低组件功率输出和使用寿命，严重的还会导致组件绝缘失效引发火灾和伤亡事故。
事实上，要保证组件性能正常并不容易。作为光伏组件的保护层，背板材料得经受住25年的紫外线辐射、沙尘、湿热、干热等老化因素的长期考验。以温度为例，背板需要经受-40℃-85℃之间的温差。
2011年启动的大型光伏组件可靠性调研项目，在研究了全球60余个光伏电站后总结称，光伏背板户外常见失效主要有五种，分别是开裂、外观变黄、风沙磨损、热斑熔化开裂燃烧、老化加速组件功率衰减。
目前，市场上比较常见的背板外层保护材料有PVF薄膜、PVDF薄膜、FEVE涂料、PET聚酯/耐水解PET、PA聚酰胺。
PET背板在日本使用广泛，其外层保护材料PET聚酯是非氟材料，非氟材料耐候性较差，直接曝露在户外其高分子链段容易被紫外线破坏，出现开裂现象。比如一处日本户外应用12年的143W单晶组件，组件剩余功率为77W，下降了46%，PET背板外观黄变严重，且明显脆化开裂。
FEVE涂料背板开裂的情况也比较严重，在美国新泽西州一座3年的电站，使用的是FEVE涂料背板，有些组件背板沿焊带方向涂层明显剥落，该电站组件中大约有1%的组件出现了早期降解和失效的信号。
中国地缘辽阔，气候和环境差异明显，这使得背板材料需要经受得住更为严苛的考验。中国大多数大型光伏电站都建设在西北部地区。随着户外使用时间的延长，风沙磨损会不断减薄背板外表层材料的厚度，所以背板外表层耐磨性能和厚度非常重要。但有些国内光伏组件采用FEVE涂层背板材料，不仅脆而且不耐磨，使用一段时间出现了开裂剥落和厚度减薄现象。
省小钱、花大钱得不偿失
光伏发电是相对成熟的技术，拥有可预测的能源产出和稳定的现金流，被国内的一些发电集团称为晒着太阳的现金奶牛。在国外，光伏电站证券化之后，是非常成熟的金融产品，被众多基金持有。
对于生命周期达到25年的光伏电站而言，组件质量是影响投资收益的决定性因素之一。如果组件寿命不达标，或者光电转化率衰减过快，则一切的投资测算都是构建在沙滩上的城堡。
目前国内已建成的光伏电站中，具备投资安全边际的潜在可收购对象非常少，除了政策及市场环境的不确定性因素外，最大的担忧，正是对这些光伏电站的质量缺乏足够的信心。
8月5日，国家发改委能源研究所专家在关于大型光伏电站高效可靠运营与发电增效研讨时表示，“银行和投资者对光伏电站有顾虑的重要原因，仍然在于电站的质量，而这一点却并没有引起电站开发商的足够重视”。
对于光伏组件企业而言，硅片部分是核心，企业从硅料采购到组件制造，每个生产环节都应实施有效的质量控制。但是非硅部分，如背板、边框、银浆、接线盒等材料对组件质量的影响也不容忽视。尤其背板材料，更是组件寿命的决定性因素之一。为了降低初装费用，而采用未经时间检验的背板材料，是因小失大。
业内人士分析，为了降低成本而使用未经实绩验证的背板材料，非常得不偿失。使用未经实绩验证的背板材料，每瓦成本或许能节省0.01元到0.12元之间，但这也仅相当于光伏组件1-29天的发电量而已(以25年的年限计算)。其带来的后果则可能导致电站寿命缩短、电力输出大幅衰减率。同时，可能导致电站的内部收益率从预期的11%左右降低跌至5%以下。
以西部一类地区20MW光伏电站为例，就一片250W的光伏组件而言，使用优质背板所增加的系统成本占总投资比例极低。对于上述电站，只要多发一些天数的电，就足以收回投资成本。相对于可延长组件多达10年使用寿命来说，这些成本几乎可忽略不计。
知名组件厂商曾有意投资建设20MW光伏电站，其技术总监为此事实地探访并发现，基于PVF薄膜的背板TPx，与大多数未经验证背板的成本差异是每块组件1-4人民币，为了补偿这部分成本的上升，大致只需要每块组件多发1-4天的电。基于PVF薄膜的TPT背板，与大多数未经验证背板的成本差异是每块组件25-30人民币，为了补偿这部分成本的上升，大致只需要每块组件多发25-29天的电。如果组件寿命延长5年左右，相当于1825天的发电增量。