晶體硅太陽能組件功率損失研究

【摘要】：本文以“提高組件的功率”為研究方向，進(jìn)行了以下幾方面的研究： 1、太陽能組件功率的研究 研究了電池片封裝成組件后的功率損耗，得出以下結(jié)論： （1）、提高組件光學(xué)增益的有效方法是使用高透光率的鋼化玻璃和用藍(lán)光響應(yīng)好的電池，同時匹配藍(lán)光透過率高的EVA和反射率高的背板； （2）、焊帶電阻的功率損失占組件電學(xué)損失的比例高達(dá)80%，因此降低組件電學(xué)損失的有效方法是降低焊帶電阻； （3）、焊帶與電池接觸電阻的功率損失很小，一般在1%以下，通常不用考慮； （4）、在相同的電池轉(zhuǎn)換效率下，降低電池片的串聯(lián)電阻，可以降低組件最大功率點(diǎn)的電流，降低串聯(lián)電阻的功率損耗，提高組件的輸出功率。 2、太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率的研究 著重研究了串聯(lián)電阻對電池片轉(zhuǎn)換效率的影響，得到以下結(jié)論： （1）、電池片的串阻與轉(zhuǎn)換效率是反向關(guān)系，串阻越小轉(zhuǎn)換效率越高； （2）、電池片的串阻與溫度呈正向關(guān)系，其測量值與I、V取值點(diǎn)有關(guān)； （3）、電池片串阻的各組成部分中，體電阻、表面薄層電阻、主柵線電阻和細(xì)柵電阻都可以精確計算，但接觸電阻采用傳統(tǒng)的TLM法測量存在誤差。 3、電池片接觸電阻測試方法的研究。 通過建立金屬-半導(dǎo)體界面的電壓、電流方程推導(dǎo)出不同電流模式下三種接觸電阻的表達(dá)式，在傳統(tǒng)的TLM法的基礎(chǔ)上提出三種新的測量方法：DSTLM測試法、SSTLM測試法和改進(jìn)ER測量法，得到以下結(jié)論： （1）任意一個接觸電阻表達(dá)式可以由的其它兩個接觸電阻簡單計算，不用去計算比接觸電阻率和接觸界面的薄層方塊電阻。 （2）DSTLM法測試精確高，但需要制作專門的測試圖形，不方便在太陽能電池上運(yùn)用； （3）SSTLM測試法不需制作專門的測試圖形，擴(kuò)散時準(zhǔn)確測出表面薄層電阻就可以直接測試接觸電阻，方便在太陽能電池上運(yùn)用。 （4）改進(jìn)后的ER測量法，突破了平行電極只能是3條的限制，擴(kuò)展了端電阻法的測試電極的數(shù)量。 （5）太陽電池接觸電阻是整流電阻，電阻儀測試電流的大小影響接觸電阻的測量值。 【關(guān)鍵詞】：太陽組件 太陽能電池 功率損失 串聯(lián)電阻 接觸電阻 測量方法 傳輸線模型法
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM914.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 光伏產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇12
• 1.2 晶體硅電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹12-13
• 1.3 晶體硅太陽電池片生產(chǎn)工藝13
• 1.4 晶體硅電池組件生產(chǎn)工藝13-14
• 1.5 晶體硅電池及其工藝簡介14-16
• 1.5.1 制絨14
• 1.5.2 擴(kuò)散14
• 1.5.3 刻蝕14
• 1.5.4 去磷硅玻璃14-15
• 1.5.5 減反層沉積15
• 1.5.6 絲網(wǎng)印刷15
• 1.5.7 燒結(jié)15-16
• 1.5.8 測試分選16
• 1.6 晶體硅太陽能電池技術(shù)簡介16-22
• 1.6.1 常規(guī)鋁背電場絲網(wǎng)印刷電池16
• 1.6.2 鈍化發(fā)射極背部局域擴(kuò)散-PERL(UNSW)16-17
• 1.6.3 HIT 電池(Sanyo)17
• 1.6.4 SunPower 背接觸電池17-18
• 1.6.5 ECN 的 N 型 PASHA 雙面電池技術(shù)18-19
• 1.6.6 激光刻槽埋柵電池19
• 1.6.7 選擇性發(fā)射極電池19-21
• 1.6.8 背電場鈍化技術(shù)21
• 1.6.9 MWT 電池21-22
• 1.7 太陽電池結(jié)構(gòu)、原理及參數(shù)22-25
• 1.7.1 太陽電池的基本結(jié)構(gòu)和光伏效應(yīng)22
• 1.7.2 光電流22-23
• 1.7.3 光電壓23-24
• 1.7.4 太陽電池的等效電路和伏安特性曲線24-25
• 1.7.5 填充因子25
• 1.7.6 太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率25
• 1.8 光伏產(chǎn)業(yè)的危機(jī)原因25-27
• 1.8.1 瘋狂投資產(chǎn)能過剩25-26
• 1.8.2 產(chǎn)品銷售過于依賴出口26-27
• 1.8.3 美國雙反27
• 1.8.4 歐洲雙反27
• 1.9 晶體硅太陽能電池功率損耗研究的意義27-28
• 1.9.1 優(yōu)化組件設(shè)計27
• 1.9.2 優(yōu)化電池工藝27-28
• 1.10 本文研究的主要內(nèi)容28-29
• 第二章 太陽能電池組件封裝功率損失分析29-43
• 2.1 組件的封裝工藝、結(jié)構(gòu)及功率損失29-30
• 2.1.2 組件的封裝功率損失29-30
• 2.1.3 組件的運(yùn)行功率損失30
• 2.2 組件的光學(xué)損失30-35
• 2.2.1 組件光學(xué)損失理論分析30-31
• 2.2.2 鋼化玻璃對封裝功率的影響31-32
• 2.2.3 EVA 對封裝功率的影響32-33
• 2.2.4 電池片光譜響應(yīng)對封裝功率的影響33-34
• 2.2.5 背板對封裝功率的影響34-35
• 2.3 組件的電學(xué)損失35-39
• 2.3.2 電池片串聯(lián)失配損失35-36
• 2.3.3 匯流條電阻損失36
• 2.3.4 互聯(lián)條電阻損失36-37
• 2.3.5 互聯(lián)條與電池片的接觸電阻損失37-38
• 2.3.6 接線盒電阻損失38-39
• 2.4 組件電學(xué)功率損失討論39-40
• 2.5 電池片串聯(lián)電阻對組件功率的影響40-41
• 2.6 減少組件封裝功率損耗的方法41-42
• 2.6.1 提高光學(xué)增益41
• 2.6.2 降低電學(xué)損失41-42
• 2.7 本章小結(jié)42-43
• 第三章 電池片輸出功率損失分析43-52
• 3.1 影響電池片輸出功率的主要因素43-45
• 3.1.1 影響轉(zhuǎn)換效率的光學(xué)因素43
• 3.1.2 影響轉(zhuǎn)換效率的電學(xué)因素43-45
• 3.1.3 光學(xué)因素與電學(xué)因素的相互關(guān)系45
• 3.2 串聯(lián)電阻的測試方法綜述45-51
• 3.2.1 開路電壓斜率法46
• 3.2.2 雙光強(qiáng)特性曲線測量法46-47
• 3.2.3 明暗特性曲線比較法47
• 3.2.4 電注入法47-48
• 3.2.5 最大功率點(diǎn)法48-49
• 3.2.6 單條 I-V 曲線兩點(diǎn)法49-50
• 3.2.7 Lambert W 函數(shù)求解法50-51
• 3.3 溫度對串聯(lián)電阻的影響51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 太陽能電池串聯(lián)電阻的組成及各分阻的計算52-73
• 4.1 太陽能電池片串聯(lián)電阻的組成及分布52
• 4.2 電池片各個分阻的計算52-57
• 4.2.1 體電阻的計算52-53
• 4.2.2 表面薄層電阻的計算53
• 4.2.3 細(xì)柵線電阻的計算53-54
• 4.2.4 主柵線電阻的計算54-55
• 4.2.5 接觸電阻的計算55-57
• 4.3 金屬-半導(dǎo)體界面電壓、電流基本方程57-58
• 4.4 三種不同電流模式下接觸電阻表達(dá)式及相互關(guān)系58-62
• 4.4.1 單側(cè)電流模式58-59
• 4.4.2 雙側(cè)電流模式59-60
• 4.4.3 穿越電流模式60-61
• 4.4.4 端電阻表達(dá)式61
• 4.4.5 四種電阻表達(dá)式的相互關(guān)系61-62
• 4.4.6 Rc1、Rc2 之間的關(guān)系62
• 4.5 接觸電阻的不等間距傳輸（DSTLM）測量法62-64
• 4.5.1 DSTLM 法模型與計算63
• 4.5.2 DSTLM 測試法的測量結(jié)果及討論63-64
• 4.6 接觸電阻的等間距傳輸線（SSTLM）測試法64-69
• 4.6.1 SSTLM 法模型65
• 4.6.2 SSTLM 法測試數(shù)據(jù)65-68
• 4.6.3 SSTLM 法測試結(jié)果分析與討論68-69
• 4.6.4 SSTLM 法的應(yīng)用69
• 4.7 接觸電阻的端電阻（ER）測試法69-71
• 4.7.1 ER 簡介69-70
• 4.7.2 改進(jìn) ER 法70-71
• 4.7.3 改進(jìn) ER 法的結(jié)果與討論71
• 4.8 本章小結(jié)71-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 主要結(jié)論73-74
• 5.1.1 組件封裝功率的研究73
• 5.1.2 電池片功率損失的研究73
• 5.1.3 電池片接觸電阻的精確測試法73-74
• 5.2 研究展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文79
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的與論文相關(guān)的專利79

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