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太陽能光伏組件的原材料及生產(chǎn)要求詳細(xì)介紹

時(shí)間:2021-06-25 17:45:40來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:?為了保證25年的使用壽命,經(jīng)過幾十年的總結(jié),人們對(duì)生產(chǎn)晶體硅太陽電池組件所用的主要原材料的性能及要求做出了規(guī)定,下面就晶體硅太陽電池組件生產(chǎn)過程中所使用的主要原材料給予介紹。

  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。

標(biāo)簽: 太陽能

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