晶體硅太陽電池片

　　目前，生產(chǎn)晶體硅太陽電池組件所用的晶體硅太陽電池片主要有158mm單晶硅太陽電池片，166mm單晶硅太陽電池片及182mm、210mm多晶硅太陽電池片，其厚度一般為175μm。

　　通常，晶體硅太陽電池組件是由單體太陽電池串聯(lián)組成的，理想條件下，組件的輸出電壓是各電池電壓之和，組件的輸出電流由輸出電流最小的來決定。

　　為了確保每個(gè)太陽電池組件所用電池單片的電性能一致性良好，在組件制造時(shí)，要對(duì)電池片性能進(jìn)行分選，不允許將電性能差異大的電池片串聯(lián)在同一塊組件中，為了組件外觀美觀，通常在組件制造時(shí)對(duì)電池片的色差也要進(jìn)行分選。

　　另外，為了避免太陽能光伏組件在戶外使用時(shí)出現(xiàn)熱斑，通常要求在生產(chǎn)組件時(shí)所用的晶體硅太陽電池片具有較小的逆電流。晶體硅太陽電池的逆電流是指給太陽電池加上一定的反向電壓時(shí)流過太陽電池的電流，右圖給出了測(cè)試太陽電池逆電流的測(cè)試方法。

　　在生產(chǎn)晶體硅太陽電池組件時(shí)，如果選用的晶體硅太陽電池片逆電流過大，那么當(dāng)發(fā)生局部遮擋時(shí)，旁路二極管并不起保護(hù)作用，易損壞太陽電池組件。

　　低鐵壓花鋼化玻璃

　　目前，生產(chǎn)晶體硅太陽電池組件所使用的玻璃通常用壓延法生產(chǎn)，典型的厚度為3.2mm±0.3mm，在太陽電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(350～1100nm)折合3mm標(biāo)準(zhǔn)厚度的太陽光直接透射比應(yīng)大于91%對(duì)于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。

　　降低玻璃的鐵含量，可以有效地增加玻璃的透過率，太陽電池玻璃鐵含量(Fe203)應(yīng)不高于0.015%。玻璃生產(chǎn)過程中將兩面做成大小不同的絨面狀可以增強(qiáng)太陽光的入射量，鋼化的目的是為了增加玻璃的強(qiáng)度，起到長(zhǎng)期保護(hù)太陽電池的作用。

　　用作晶體硅太陽能光伏組件封裝材料的鋼化玻璃，通常要求抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度要好，彎曲度小，外觀無劃傷。太陽電池玻璃弓形彎曲度不應(yīng)超過0.2%;波形彎曲度任意300mm范圍不應(yīng)超過0.3mm。

　　為了防止鋼化玻璃在封裝前后碎裂，通常要求鋼化玻璃每米邊上有長(zhǎng)度不超過10mm，自玻璃邊部向玻璃板表面延伸深度不超過2mm，自板面向玻璃另一面延伸不超過玻璃厚度三分之一的爆邊。鋼化玻璃內(nèi)部不允許有長(zhǎng)度小于lmm的集中的氣泡。對(duì)于長(zhǎng)度大于1mm，但是不大于6mm的氣泡每平方米不得超過6個(gè)，不允許有結(jié)石，裂紋，缺角的情況發(fā)生，在50mm×50mm的區(qū)域內(nèi)碎片數(shù)必須超過40個(gè)，且允許有少量長(zhǎng)條形碎片，其長(zhǎng)度不超過100mm。不合格的鋼化容易導(dǎo)致組件在使用中碎裂。

　　為了減小晶體硅太陽電池組件的玻璃的光學(xué)反射，提高組件的功率輸出，現(xiàn)在越來越多地使用鍍膜玻璃。光伏鍍膜玻璃原片采用3.2mm的超白鋼化玻璃，以特種納米涂料為主要原料經(jīng)高溫處理，便得到了光伏鍍膜玻璃。要求鍍膜后的玻璃透光率在原基礎(chǔ)上提高2%以上，鍍膜玻璃的光學(xué)膜與玻璃基材附著力良好、耐候及耐腐蝕性能好、自清潔性能好、使用壽命長(zhǎng)等。

　　選用鍍膜玻璃時(shí)，應(yīng)開展以下實(shí)驗(yàn)：

　　耐水性實(shí)驗(yàn)：在水中浸泡96h，所鍍膜層無明顯變化，試驗(yàn)前后透光率變化值應(yīng)不大于0.5%。

　　耐酸性實(shí)驗(yàn)：在5%H2S04溶液中浸泡48h，所鍍膜層無明顯變化，試驗(yàn)前后透光率變化值應(yīng)不大于0.5%。

　　耐堿性實(shí)驗(yàn)：在飽和的Ca(OHV溶液中浸泡48h，所鍍膜層無明顯變化，試驗(yàn)前后透光率變化值應(yīng)不大于〇. 5%。

　　此外還要開展耐鹽霧性實(shí)驗(yàn)，耐人工氣候老化實(shí)驗(yàn)，涂層耐溫變性實(shí)驗(yàn)，耐玷污性實(shí)驗(yàn)等，確保采用鍍膜玻璃的太陽電池組件也能達(dá)到25年以上的使用壽命。

　　EVA

　　用于晶體硅太陽電池囊封的材料是EVA，它是乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物，EVA是一種熱固性的熱熔膠，常溫下無黏性，以便操作，經(jīng)過一定條件熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化，變的完全透明。長(zhǎng)期的實(shí)踐證明：和其他材料相比，EVA在太陽電池封裝與戶外使用中均獲得了相當(dāng)滿意的效果。

　　EVA厚度在0.4?0.6mm之間，要求表面平整，厚度均勻，內(nèi)含交聯(lián)劑，能在150°C固化溫度下交聯(lián)，采用擠壓成型工藝形成穩(wěn)定膠層。

　　EVA主要有兩種：快速固化和常規(guī)固化。

　　EVA具有優(yōu)良的柔韌性，耐沖擊性，彈性，光學(xué)透明性，黏著性，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，耐侯性，耐化學(xué)藥品，熱密封性。

　　固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性，它將晶體硅太陽電池片“上蓋下墊”，并和上層保護(hù)材料玻璃，下層保護(hù)材料TPT利用真空層壓技術(shù)黏合為一體。

　　另一方面，它和玻璃黏合后能提髙玻璃的透光率，起著增透的作用，并對(duì)太陽電池組件的輸出有增益作用。

　　不同的溫度對(duì)EVA的交聯(lián)度有比較大的影響，EVA的交聯(lián)度直接影響到組件的性能以及使用壽命。在熔融狀態(tài)下，EVA與晶體硅太陽電池片，玻璃，TPT產(chǎn)生黏合，在這過程中既有物理也有化學(xué)的鍵合。當(dāng)EVA加熱到一定溫度時(shí)，交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)EVA分子之間的結(jié)合，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致EVA膠層交聯(lián)固化，當(dāng)交聯(lián)度達(dá)到60%以上時(shí)能承受環(huán)境的變化，因而用EVA囊封太陽電池組件，可以達(dá)到很長(zhǎng)的使用壽命。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，EVA的交聯(lián)度一般控制在85%～95%之間。

　　背板

　　用作晶體硅太陽電池背板的材料主要有TPT，TPE和PET等，TPT的結(jié)構(gòu)為Tedlar/Polyster/Tedlar三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，TPE為帶有EVA的兩層結(jié)構(gòu)，PET為單層聚酯結(jié)構(gòu)，它用在組件背面，作為背面保護(hù)和電絕緣材料。

　　用于晶體硅太陽電池的背板要求縱向收縮率不大于1.5%。實(shí)踐證明：背板的外層保護(hù)層最好含氟，這樣抗環(huán)境侵蝕能力強(qiáng)。另白色的背板對(duì)陽光起反射作用，和黑色背板相比，組件的封裝損失小，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度。

　　鋁合金邊框

　　鋁合金邊框的主要作用是保護(hù)玻璃，便于安裝和運(yùn)輸，增加了晶體硅太陽電池組件的密封性和整體的機(jī)械強(qiáng)度。

　　組件用金屬邊框?yàn)殇X合金材料，為達(dá)到光伏組件要求的機(jī)械強(qiáng)度及其他要求，參照GB/T3190—1996《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》，要求采用6063 T5以上的鋁合金材料。

　　太陽電池組件要保證長(zhǎng)達(dá)25年的使用壽命，鋁合金表面必須經(jīng)過處理，也即陽極氧化，表面氧化層厚度須大于20μm，用于太陽電池組件的邊框應(yīng)無變型，表面無劃傷。

　　接線盒

　　晶體桂太陽電池組件的正，負(fù)極從背板引出后需要一個(gè)專門的電氣連接盒來實(shí)現(xiàn)與外電路的連接。

　　為了保證25年的使用壽命，接線盒應(yīng)由工程塑料注塑制成，并加有防老化和抗紫外線輻射劑，能確保組件在室外長(zhǎng)期使用不出現(xiàn)老化破裂現(xiàn)象。接線柱應(yīng)由外鍍鎳層的電解銅制成，能確保電氣導(dǎo)通及電氣連接的可靠。接線盒應(yīng)用硅橡膠粘接在TPT表面。對(duì)用于太陽電池組件接線盒的要求是：外殼具有很好的抗老化、耐紫外線能力，滿足室外惡劣環(huán)境條件下的使用要求，晶體硅太陽電池組件用接線盒IP等。