太陽能光伏組件的原材料及生產要求詳細介紹

為了保證25年的使用壽命，經過幾十年的總結，人們對生產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，要對電池片性能進行分選，不允許將電性能差異大的電池片串聯在同一塊組件中，為了組件外觀美觀，通常在組件制造時對電池片的色差也要進行分選。

另外，為了避免太陽能光伏組件在戶外使用時出現熱斑，通常要求在生產組件時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流過太陽電池的電流，右圖給出了測試太陽電池逆電流的測試方法。

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

低鐵壓花鋼化玻璃

目前，生產晶體硅太陽電池組件所使用的玻璃通常用壓延法生產，典型的厚度為3．2mm±0．3mm，在太陽電池光譜響應的波長范圍內（350～1100nm）折合3mm標準厚度的太陽光直接透射比應大于91％對于大于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）應不高于0．015％。玻璃生產過程中將兩面做成大小不同的絨面狀可以增強太陽光的入射量，鋼化的目的是為了增加玻璃的強度，起到長期保護太陽電池的作用。

用作晶體硅太陽能光伏組件封裝材料的鋼化玻璃，通常要求抗機械沖擊強度要好，彎曲度小，外觀無劃傷。太陽電池玻璃弓形彎曲度不應超過0．2％；波形彎曲度任意300mm范圍不應超過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。鋼化玻璃內部不允許有長度小于lmm的集中的氣泡。對于長度大于1mm，但是不大于6mm的氣泡每平方米不得超過6個，不允許有結石，裂紋，缺角的情況發(fā)生，在50mm×50mm的區(qū)域內碎片數必須超過40個，且允許有少量長條形碎片，其長度不超過100mm。不合格的鋼化容易導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反射，提高組件的功率輸出，現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上提高2％以上，鍍膜玻璃的光學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、使用壽命長等。

選用鍍膜玻璃時，應開展以下實驗

耐水性實驗在水中浸泡96h，所鍍膜層無明顯變化，試驗前后透光率變化值應不大于0．5％。

耐酸性實驗在5％H2S04溶液中浸泡48h，所鍍膜層無明顯變化，試驗前后透光率變化值應不大于0．5％。

耐堿性實驗在飽和的Ca（OHV溶液中浸泡48h，所鍍膜層無明顯變化，試驗前后透光率變化值應不大于〇． 5％。

此外還要開展耐鹽霧性實驗，耐人工氣候老化實驗，涂層耐溫變性實驗，耐玷污性實驗等，確保采用鍍膜玻璃的太陽電池組件也能達到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，經過一定條件熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯固化，變的完全透明。長期的實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，內含交聯劑，能在150°C固化溫度下交聯，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，光學透明性，黏著性，耐環(huán)境應力開裂性，耐侯性，耐化學藥品，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”，并和上層保護材料玻璃，下層保護材料TPT利用真空層壓技術黏合為一體。

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，并對太陽電池組件的輸出有增益作用。

不同的溫度對EVA的交聯度有比較大的影響，EVA的交聯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產生黏合，在這過程中既有物理也有化學的鍵合。當EVA加熱到一定溫度時，交聯劑分解產生自由基，引發(fā)EVA分子之間的結合，形成三維網狀結構，導致EVA膠層交聯固化，當交聯度達到60％以上時能承受環(huán)境的變化，因而用EVA囊封太陽電池組件，可以達到很長的使用壽命。在實際生產過程中，EVA的交聯度一般控制在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的結構為Tedlar／Polyster／Tedlar三層復合結構，TPE為帶有EVA的兩層結構，PET為單層聚酯結構，它用在組件背面，作為背面保護和電絕緣材料。

用于晶體硅太陽電池的背板要求縱向收縮率不大于1．5％。實踐證明背板的外層保護層最好含氟，這樣抗環(huán)境侵蝕能力強。另白色的背板對陽光起反射作用，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玻璃，便于安裝和運輸，增加了晶體硅太陽電池組件的密封性和整體的機械強度。

組件用金屬邊框為鋁合金材料，為達到光伏組件要求的機械強度及其他要求，參照GB／T3190—1996《變形鋁及鋁合金化學成分》，要求采用6063 T5以上的鋁合金材料。

太陽電池組件要保證長達25年的使用壽命，鋁合金表面必須經過處理，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無變型，表面無劃傷。

接線盒

晶體桂太陽電池組件的正，負極從背板引出后需要一個專門的電氣連接盒來實現與外電路的連接。

為了保證25年的使用壽命，接線盒應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期使用不出現老化破裂現象。接線柱應由外鍍鎳層的電解銅制成，能確保電氣導通及電氣連接的可靠。接線盒應用硅橡膠粘接在TPT表面。對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。