太陽(yáng)能光伏組件種類

1、單晶硅太陽(yáng)能電池

單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達(dá)到24%，這是目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年。

2、多晶硅太陽(yáng)能電池

多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽(yáng)能電池)。從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講，單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。

3、非晶硅太陽(yáng)能電池

非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

4、多元化合物太陽(yáng)電池

多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。各國(guó)研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種:

a) 硫化鎘太陽(yáng)能電池

b) 砷化鎵太陽(yáng)能電池

c) 銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計(jì)算方法:

1.首先應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗):若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當(dāng)輸出功率為100W時(shí)，則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W;若按每天使用5小時(shí)，則耗電量為111W*5小時(shí)=555Wh。

2.計(jì)算太陽(yáng)能電池板:按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計(jì)算，再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗，太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。

1.用戶太陽(yáng)能電源:(1)小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)光伏水泵:解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。

2. 交通領(lǐng)域:如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線電話亭、無(wú)人值守道班供電等。

3. 通訊/通信領(lǐng)域:太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。

4. 石油、海洋、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫(kù)閘門陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。

5.家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。

6.光伏電站:10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光(柴)互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。

7.太陽(yáng)能建筑:將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。

8.其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽(yáng)能汽車/電動(dòng)車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng);(3)海水淡化設(shè)備供電;(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。

(1)電池測(cè)試

由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來(lái)的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類;電池測(cè)試即通過(guò)測(cè)試電池的輸出參數(shù)(電流和電壓)的大小對(duì)其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。

(2)正面焊接

將匯流帶焊接到電池正面(負(fù)極)的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機(jī)可以將焊帶以多點(diǎn)的形式點(diǎn)焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個(gè)紅外燈(利用紅外線的熱效應(yīng))。焊帶的長(zhǎng)度約為電池邊長(zhǎng)的2倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電極相連。

(3)背面串接

背面焊接是將電池串接在一起形成一個(gè)組件串，我們目前采用的工藝是手動(dòng)的，電池的定位主要靠一個(gè)膜具板，上面有放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對(duì)應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將"前面電池"的正面電極(負(fù)極)焊接到"后面電池"的背面電極(正極)上，這樣依次串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線。

(4)層壓敷設(shè)

背面串接好且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。玻璃事先涂一層試劑(primer)以增加玻璃和EVA的粘接強(qiáng)度。敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。(敷設(shè)層次:由下向上:鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板)。

(5)組件層壓

將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi)，通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起;最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度層壓時(shí)間根據(jù)EVA的性質(zhì)決定。我們使用快速固化EVA時(shí)，層壓循環(huán)時(shí)間約為25分鐘。固化溫度為150℃。

(6)修邊

層壓時(shí)EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)將其切除。

(7)裝框

類似與給玻璃裝一個(gè)鏡框;給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步的密封電池組件，延長(zhǎng)電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹(shù)脂填充。各邊框間用角鍵連接。

(8)焊接接線盒

在組件背面引線處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。

(9)高壓測(cè)試

高壓測(cè)試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測(cè)試組件的耐壓性和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件(雷擊等)下不被損壞。

(10)組件測(cè)試

測(cè)試的目的是對(duì)電池的輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級(jí)。目前主要就是模擬太陽(yáng)光的測(cè)試Standard test condition(STC)，一般一塊電池板所需的測(cè)試時(shí)間在7-8秒左右。

1. 玻璃:超白布紋鋼化玻璃，厚度3.2mm,在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(320-1100nm)透光率達(dá)91%以上，耐 紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。

2. EVA:厚度為 0. 5mm的優(yōu)質(zhì)EVA膜層作為太陽(yáng)電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。

太陽(yáng)電池封裝用的EVA膠膜固化后的性能要求:

透光率大于90%;交聯(lián)度大于65-85%;剝離強(qiáng)度(N/cm)，玻璃/膠膜大于30;TPT/膠膜大于15;耐溫性:高溫85℃、低溫-40℃。，

3.TPT:太陽(yáng)電池的背面，耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等基本要求。

4. 邊框:所采用的鋁合金邊框具有高強(qiáng)度，抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)。

對(duì)正負(fù)電荷，由于在PN結(jié)區(qū)域的正負(fù)電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個(gè)外電流場(chǎng)，電流從晶體硅片電池的底端經(jīng)過(guò)負(fù)載流至電池的頂端。 這就是 "光生伏打效應(yīng)"。 將一個(gè)負(fù)載連接在太陽(yáng)能電池的上下兩表面間時(shí)，將有電流流過(guò)該負(fù)載，于是太陽(yáng)能電池 就產(chǎn)生了電流;太陽(yáng)能電池吸收的光子越多，產(chǎn)生的電流也就越大。光子的能量由波長(zhǎng)決定，低于基能能量的光子不能產(chǎn)生自由電子，一個(gè)高于基能能量的光子將僅產(chǎn)生一個(gè)自由 電子，多余的能量將使電池發(fā)熱，伴隨電能損失的影響將使太陽(yáng)能電池的效率下降.

1.交聯(lián)度不合格.(如層壓機(jī)溫度低，層壓時(shí)間短等)造成

2.EVA、玻璃、背板等原材料表面有異物造成.

3.EVA原材料成分(例如乙烯和醋酸乙烯)不均導(dǎo)致不能在正常溫度下溶解造成脫層

4.助焊劑用量過(guò)多，在外界長(zhǎng)時(shí)間遇到高溫出現(xiàn)延主柵線脫層

太陽(yáng)能光伏組件EVA脫層

1.脫層面積較小時(shí)影響組件大功率失效。當(dāng)脫層面積較大時(shí)直接導(dǎo)致組件失效報(bào)廢

1.嚴(yán)格控制層壓機(jī)溫度、 時(shí)間等重要參數(shù) 并定期按照要求做交聯(lián)度實(shí)驗(yàn),并將交聯(lián)度控 制在85%±5%內(nèi)。

2.加強(qiáng)原材料供應(yīng)商的改善及原材檢驗(yàn).

3.加強(qiáng)制程過(guò)程中成品外觀檢驗(yàn)

4.嚴(yán)格控制助焊劑用量，盡量不超過(guò)主柵線兩側(cè)0.3mm