多晶硅组件知识.doc

一 基础知识1.1晶体硅太阳能电池1.1.1定义：太阳能电池是将太阳能直接转化成电能的半导体器件。1.1.2晶体硅太阳能电池发电原理太阳能电池能量转换的基础是光生伏特效应。当光照射到某些半导体材料上时，光能被吸收，产生光生电子空穴对，在其内建电场作用下，光生电子和空穴被分开，这样，就会在分开的两端出现异种电荷的积累，即产生“光生电压”，这被称为“光生伏特效应”，若在内建电场的两端引出电极并接上负载；则负载中就有“光生电流”流过，从而获得功率输出，这样就完成了从光能到电能的直接转换。1.1.3晶体硅太阳能电池组件基本特性 晶体硅太阳能电池组件的电气特性主要是指电流电压特性，也称为IV曲线，如图11所示，如果组件的电路短路即V0，此时的电流称为短路电流Isc；如果电路开路即I0，此时的电压称为开路电压Voc。I：电流 Isc：短路电流 Im：最大工作电流V：电压 Voc：开路电压 Vm：最大工作电压图11 晶体硅太阳能电池组件的电流电压特性曲线1.2组件的设计1.2.1设计原则单体太阳能电池不能直接作电池使用，作电池用必须将若干单体电池串、并联连接，并严密封装成组件。对太阳能电池组件要求为：（1）有一定的标称工作电流输出功率。（2）工作寿命长，要求组件能正常工作2030年，因此要求组件所使用的材料、零件及结构，在使用寿命上一致，避免因一处损坏而使整个组件失效。（3）有足够的机械强度，能经受在运输，安装和使用过程中发生的挤压、振动及其它应力。（4）组合引起的电性能损失小。（5）组合成本低。1.2.3设计规范二、构成组件的基本材料1.3.1电池1.3.2焊带、汇流带成分：镀锡、铅，主要成分为铜，其含铜量99.9%。外形：一般称2mm宽的为焊带厚大约为0.0762mm，5mm宽的焊带为汇流条其厚度为0.152mm。密度：8.9g/cm3熔点：1083热传导性：385.2W/Km，20电导性：58-58.9m/mm2，20电阻率：0.01693-0.017241mm2/m，20作用：用来连接电池片起导电作用。1.3.4钢化玻璃成分：铁、硼、一些氧化物；硼的含量越高玻璃强度越好，但成本会很高。含铁量越低，透光率越好。特 性：为了提高钢化玻璃的透光率，减少对光的反射，将玻璃做成一面光面，一面毛面，钢化玻璃的透光率好，一般都能达到90%，且规格不同透光率不同，玻璃越薄透光率就会越好，如：厚度 透光率 3mm 91.0%4mm 90.7%5mm 90.4%安全性：钢化玻璃的破碎方式很独特，破裂后成为细小的呈较钝角的碎片，大多近于小正方体，基本无锋利尖角，不会对人体造成重大伤害，是一种安全玻璃。 高强度：由于钢化玻璃表面存在相当大的压应力，因此具有较高的机械强度，是普通玻璃的倍以上。热稳定性：钢化玻璃具有良好的热稳定性。钢化玻璃能经受的温差是普通玻璃的2.53倍。在普通玻璃上直接放置开水杯，就可能导致玻璃破裂；而把超过300熔融的铅液浇在0的钢化玻璃上，玻璃不破裂。再加工性：一般不能再加工。钢化玻璃的任何一个部位被损坏，都会导致整块玻璃全部破碎成小碎片。因此，玻璃必须先经切割、磨边、切角、钻孔等加工成所需形状后才能进行钢化。缺陷：首先，如果钢化玻璃中含有硫化镍杂质，可能导致自暴，钢化过度的玻璃也容易自暴。如钢化后没有进行特殊的热处理，可能在几个月内自暴，也可能在几年后自暴。其次，钢化玻璃的平整度没有钢化前那么好，可能形成轻微的弯曲。所以我们在使用前必须严格检查玻璃的平整度，如果存在超标的弯曲，尤其是S弯，在层压过程中就会因局部受应力，造成玻璃碎裂。1.3.5 EVA作用及特性：EVA主要是乙烯醋酸乙烯共聚物，用在光伏组件，起密封、粘结、绝缘、保护作用。特性：与其它组件原料一起进行层压固化、层压时原料尺寸有稳定性、传送安全、有潜在的自动性（在层压交联过程中）、高透光性、组件构成有粘附性、电绝缘性、化学完整性、弹性、防漏电性、在合适的光伏组件条件下有高于20年的寿命。寿命和贮藏要求：不应贮存在潮湿，有阳光的地方，环境温度应小于32。应丢弃新卷的开始部分或以前使用过的部分，再按层压尺寸切好后放置以备用，切好尺寸的EVA在用前应妥善贮存，一般在各项条件满足的情况下，可切出一个星期的用量。固化后的性能：透光率90交联度70剥离强度（N/cm2）：玻璃/EVA35 TPT/EVA30耐紫外线老化（1000W紫外灯连续照射100小时），不龟裂、不变色。耐温性（高温95、低温45）：无气泡，不龟裂，不脱粘，不变色，不热胀冷缩。1.3.6背板构成：由三层 37um厚的PVF膜 35um厚的PETP膜 37um厚的PVF膜 总厚度约为0.17mm一般特性：在40的温度下能贮存一年，在使用过程中起防潮、防风沙的作用。1.3.7接线盒 三、 组件应用系统1、太阳光伏发电：是直接将太阳的光能变换成电能的太阳能利用方式。我们将一块太阳能电池组件面向阳光，组件的接线端就立即能产生电流、电压，可以直接给照明、收音机、电视机、冰箱等负载供电。对于大功率、高电压的负载，我们可以将多块太阳能电池组件进行串、并联组合，以此来满足负载的用电要求。太阳能电源：就是由太阳能电池组件（发电装置）、蓄电池（贮能装置）、控制器（控制电路）所组成的一套发电设备。2、太阳能供电的几种应用方式： （太阳能电源的供电原理图）直流供电系统直流供电系统主要用于直流负载，例如邮电通信、电台等场所，其原理如图示。太阳能电池将吸收的光能转化为电能，通过太阳能电源控制器给蓄电池充电，同时给负载供电，控制器的任务是完成对蓄电池的充放电保护；蓄电池的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。、交直流供电系统交直流供电系统除了给您提供所需直流动力外还将给您提供交流220VAC/380VAC、50HZ正弦波电力，特别适合应用于无电山村、邮电通信、边防海岛、部队及野外作业，其原理如图所示。交直流供电系统增设了直流交流逆变电源，经过逆变电源后将提供标准的220VAC、50HZ电力供交流设备使用。太阳能交流供电系统功率从150W起，最大功率可达100KW，交直流电压可提供220V单相电力，也可提供380V/220V三相四线电力。、太阳能并网发电系统 太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电是太阳能电源的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。并网逆变器采用最大功率跟踪技术,最大限度地把太阳能电池板转换的电能送入电网。1.5产品应用范围应用情况：太阳能电源应用，简单的说，在应用上等同于常规电又具有常规电所无法比拟的优越性，它随处可得，便于移动，是常规电力的一种延伸。自1954年人们制得第一个实用的硅太阳电池以来其应用范围至今已有了很大发展。目前应用的方面有：建设领域：太阳能幕墙、太阳能屋顶、太阳能隔音墙、住宅用电、草坪灯、庭院灯、广告灯箱、站台、电话亭、候车亭等。军事领域：军用设备电源、备用电源、便携式