太陽能電池片的制造工藝原理和注意事項(xiàng)？

【專家解說】：標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池模塊應(yīng)在盡可能低的成本下獲得最大功率輸出。最常見的結(jié)構(gòu)是用EVA（聚烯烴塑料）封裝材料將玻璃和電池片粘貼在一起的薄片。這種模塊具有固定的尺寸和輸出功率。一般尺寸大小無特殊要求，以標(biāo)準(zhǔn)的框架裝配，而在建筑一體化應(yīng)用時(shí)就有其特殊的形狀。一個(gè)典型的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池模塊有36~72個(gè)電池組成，輸出功率為50~140W。晶體硅電池通常分列為4排，形成尺寸為1×1.5m的長方形。但標(biāo)準(zhǔn)模塊也可制成輸出功率為340W，尺寸為2.5×1.25m。安裝在特殊位置上的太陽能電池模快通常是定制的，例如太陽能建筑一體化的遮陽設(shè)施，太陽能電池模塊玻璃面屋頂或建筑物幕墻等。用途決定其構(gòu)造、形狀和顏色。 模塊制造工藝 因?yàn)槊恳粋€(gè)單獨(dú)的太陽能電池功率都很小，因此模塊內(nèi)部都以電池串的形式聯(lián)接在一起。每個(gè)電池的上面（負(fù)極）與下一個(gè)電池的背面（正極）焊接，雖然可以手工操作，但通常還是采用薄片串（Tapper-Sringers）的自動化工藝加工。 每一串的末端都伸出最后一個(gè)電池的邊緣以供電氣聯(lián)接。聯(lián)接之后，脆弱的太陽能電池就需要加上適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層以承受外部的機(jī)械應(yīng)力，氣候條件的變化和濕度等。因此人們首先在聯(lián)接端嵌入透明的粘接材料粘貼，同時(shí)也進(jìn)行絕緣。然后把電池串片夾在前面和背面兩層薄片中。前面是對光線敏感面，材料必須是透明的，一般使用超白絨面玻璃，諸如高透光率的太陽玻璃。低離子(low ion)的太陽玻璃允許91%的入射光線穿透，近來開發(fā)的太陽玻璃穿透率達(dá)96%。其功率比標(biāo)準(zhǔn)的太陽玻璃高3.5%。PV電池背面是一種不透明的材料，歐洲的制造商一般采用一種叫TPT的箔，用多層PVF（聚氟乙烯）制成。亞洲的制造商傾向于使用金屬氧化物作為背面材料。背面有時(shí)也用通常的硬化玻璃片制成。這種兩面都透明的模塊一般用作玻璃面的屋頂和建制物的幕墻。 封裝工藝在玻璃和太陽能電池之間提供了光學(xué)連接和保護(hù)。所選的材料應(yīng)能粘貼上面和背面的薄層，而且其組分不會隨時(shí)間的推移損害PV電池，也不會因紫外線和濕度而改變組分。因?yàn)榘l(fā)生任何半透明情況都會極大地降低模塊的性能。粘貼必須保證牢靠，不會發(fā)生脫層。用于晶體硅電池的封裝材料主要是EVA。PV電池串的EVA封裝在真空室（真空層壓器）里進(jìn)行。一般包括三道工序：第一道工序是將所有的組件疊放在一起， 放入真空室（不能有任何氣泡和錯(cuò)位），第二道工序是加熱加壓，（仍在真空狀態(tài)下）此時(shí)箔開始融化，并完全包裹住電池，將所有的組件“沾濕”。第三道工序是再加熱，使EVA相互交鏈，(crosslink) 這一道工序改變了聚合物的結(jié)構(gòu)，使其在太陽光的充分照射下也不會再軟化。軟化會使太陽能電池組件移位。但有些制造商采用PVB（聚乙烯醇縮丁醛）箔作為封裝材料，應(yīng)用在玻璃-玻璃（前面-背面）的模塊封裝中。 PVB是一種標(biāo)準(zhǔn)的層壓玻璃用的安全材料。過去曾經(jīng)用在光伏產(chǎn)業(yè)中，但因?yàn)槠湓谒魵庵袝兊媚：皇軞g迎。但近來的研究表明PVB在玻璃——玻璃（前面——背面）的模塊的制造中有其優(yōu)勢，而最新的PVB箔在保持透明度方面有與EVA同樣的性能。PVB的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是用于玻璃面的屋頂和建筑一體化的幕墻時(shí)能滿足建筑規(guī)范的要求。而EVA在粘接玻璃時(shí)因粘貼力太弱而不能滿足上部沖擊力的標(biāo)準(zhǔn)要求。PVB和其它熱塑性材料在組件用完報(bào)廢或損壞時(shí)可以回收用作再次封裝的材料。 偶爾也有用Teflon（特氟隆）作為封裝材料，主要用于小量特殊的模塊封裝。在用為填充材料時(shí)模塊尺寸可達(dá)2.5×3.8m。 www.21tyn.cn電壓波動 太陽能電池模塊很少能在正常的操作條件下工作，因?yàn)殛柟廨椛浜蜏囟仁遣粩嘧兓?。額定的太陽能電池模塊輸出功率是按標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）測得的，但這些條件很少能符合實(shí)際使用條件。因此其操作性能可能是額定功率的85%~90%。但有些模塊功率也會高于額定值。 陽光輻射會在最大程度上影響模塊電流。當(dāng)輻射量減小一半，功率也降低一半。而額定電壓卻保持相對穩(wěn)定（當(dāng)大量模塊串聯(lián)時(shí)其影響也會累積增大，電壓會下降40V）。模塊電壓主要受溫度變化的影響，在歐洲的STC條件下夏季的電壓波動可達(dá)-8V，冬季時(shí)可達(dá)10V，當(dāng)有大量模塊串聯(lián)時(shí)能達(dá)到100V。高溫時(shí)功率會比在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下降低35%。這就是為什么模塊安裝時(shí)必須保證其有良好的通風(fēng)而且制造商也試圖讓產(chǎn)品具有最好的導(dǎo)熱性能。熱島效應(yīng)與旁通二極管 在有些操作條件下，有陰影的太陽能電池會發(fā)熱以至破壞電池，這就是所謂的熱島效應(yīng)。當(dāng)電池的某一部分被遮蓋時(shí)就會發(fā)生這種情況，例如一片樹葉落在太陽能電池模塊上面時(shí)，被遮蓋的電池顯然就不產(chǎn)生電流，反而會成為一種負(fù)荷——使其它電池產(chǎn)生逆向電流。為了防止熱島效應(yīng)擴(kuò)大，就內(nèi)置一個(gè)旁路-旁通二極管，將電流改道繞過這個(gè)被遮蓋的電池。通常每18~20個(gè)電池設(shè)置一個(gè)旁通二極管。如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池模塊有36~40個(gè)電池，就要設(shè)置二個(gè)旁通二極管，可以流過最大電流就是短路電流。在獨(dú)立的PV電池模塊中通常采用一個(gè)短路負(fù)荷控制器?？蚣苣芙o模塊以更加穩(wěn)定的保護(hù)?？蚣芤话阌醚趸X或鋁合金制成。對氣候有最大的抗力和耐用性。但也有用銀色和黑色的。正確選擇模塊 在安裝太陽能電池模塊時(shí)主要考慮是否為并網(wǎng)裝置，以及所需要的功率大小，陽光強(qiáng)度和安裝位置的條件（如屋頂?shù)膬A斜度等）。裝置大小由功率大小決定。最小的獨(dú)立型裝置功率只有幾瓦，家用太陽能發(fā)電裝置功率大約是2~4kW。大型太陽能建筑一體化的裝置功率可能達(dá)到幾百kW，而大型地面安裝的裝置可以達(dá)到幾MW。此外安裝模塊處的緯度，朝向和傾斜度也有影響。 一般而言10㎡的太陽能電池模塊功率可達(dá)1kW，但也因太陽能電池所用材料而有所不同，1㎡單晶硅電池方陣所提供的有用功率為90~110kW/年，而1㎡三結(jié)薄膜太陽能電池提供的有用功率為60~80kW/年。 其它要考慮的因素還有：在照射的光線較弱時(shí)模塊的性能，模塊安裝地的溫度，模塊的自清潔能力（一般傾斜度為15度），模塊化的結(jié)構(gòu)（需要時(shí)現(xiàn)有的模塊可以擴(kuò)展），系統(tǒng)抗故意破壞的能力，回收的可能性，以及安裝系統(tǒng)的適應(yīng)性，框架的顏色等等。 安裝太陽能電池模塊的簡便性也很重要，與尺寸大小無關(guān)。安裝公司及供應(yīng)商都同樣喜歡無故障的安裝工程。 當(dāng)然，費(fèi)用肯定是一個(gè)重要考慮因素。太陽能電池模塊的質(zhì)量保證是至關(guān)重要的。因此必須有合格的資質(zhì)證明機(jī)構(gòu)的質(zhì)量保證文件。歐洲的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般為：IEC 61215，IEC61646等。