太阳能电池组件知识培训ppt课件

1、 太阳能电池组件太阳能电池组件 本章主要引见本章主要引见: 根本概念根本概念 光伏电池的互联光伏电池的互联 太阳电池组件的构造及类型太阳电池组件的构造及类型 封装资料封装资料 设备设备 封装工艺封装工艺 电池组件失效问题讨论电池组件失效问题讨论Quartz sandPolysiliconIngots CellWaferModule3.1 根本概念根本概念 太阳电池是光电转换系统的最小单元，称之太阳电池是光电转换系统的最小单元，称之为单体太阳电池或称电池片。电池片普通不直为单体太阳电池或称电池片。电池片普通不直接作为电源运用，主要有以下的缘由：接作为电源运用，主要有以下的缘由： 单体电池是由硅晶

2、资料制成，薄而脆，不能单体电池是由硅晶资料制成，薄而脆，不能经受较大的撞击；经受较大的撞击； 太阳电池必需与大气隔绝运用，由于大气中太阳电池必需与大气隔绝运用，由于大气中的水分和腐蚀性气领会缓慢地腐蚀电极，逐渐的水分和腐蚀性气领会缓慢地腐蚀电极，逐渐使电极零落；使电极零落； 电池片的任务电压是电池片的任务电压是 0.40.6 V，远不能满，远不能满足普通用电设备的电压要求。足普通用电设备的电压要求。地面运用的太阳电池组件的技术要求如下：地面运用的太阳电池组件的技术要求如下： 有一定的标称任务电压和输出功率；有一定的标称任务电压和输出功率； 组件的寿命长，要求正常任务组件的寿命长，要求正常任务2

3、030年，年，而且所用资料、零部件及其构造的运用寿命一而且所用资料、零部件及其构造的运用寿命一致，不会因部分损坏而呵斥整个组件失效；致，不会因部分损坏而呵斥整个组件失效； 有良好的电绝缘性；有良好的电绝缘性； 有足够的机械强度，能经受运输、安装和有足够的机械强度，能经受运输、安装和运用过程中的振动、冲击和其它应力；运用过程中的振动、冲击和其它应力； 组合引起的效率损失小；组合引起的效率损失小； 本钱较低。本钱较低。 太阳电池片本身具有良好的稳定性，它的器件构太阳电池片本身具有良好的稳定性，它的器件构造也是一种稳定的物理构造，假设是在密封良好的理造也是一种稳定的物理构造，假设是在密封良好的理想条

4、件下使器具有极长的寿命，而如今的产品中只能想条件下使器具有极长的寿命，而如今的产品中只能保证保证2025年寿命的缘由就在于封装资料和封装工艺年寿命的缘由就在于封装资料和封装工艺的限制。的限制。 太阳电池组件的性能中最重要的就是组件的耐老太阳电池组件的性能中最重要的就是组件的耐老化性能，而这主要是由封装资料的耐老化性能决议的，化性能，而这主要是由封装资料的耐老化性能决议的，所以在这个领域内资料是第一位的，关于组件最重要所以在这个领域内资料是第一位的，关于组件最重要的研讨任务都是围绕资料展开的，其目的就是延伸组的研讨任务都是围绕资料展开的，其目的就是延伸组件的寿命，同时还要降低消费本钱。件的寿命，

5、同时还要降低消费本钱。3.2 3.2 光伏电池的互联光伏电池的互联3.2.1 3.2.1 一样特性电池的互联一样特性电池的互联 在理想情况下，在组件中的电池在理想情况下，在组件中的电池会表现出来同样的特性，并且整个组件与单个电会表现出来同样的特性，并且整个组件与单个电池的池的I-VI-V曲线具有一样的外形，只是坐标轴的尺度曲线具有一样的外形，只是坐标轴的尺度会有差别。因此对会有差别。因此对N N个串联和个串联和M M个并联起来的电池：个并联起来的电池： 1exp0nkTNqVMIMIItotalLtotal3.2.2 3.2.2 非一样特性电池的互联非一样特性电池的互联 在实践情况下，一切电池

6、都具有在实践情况下，一切电池都具有不同的特性，输出最小的电池限制了整个组件的不同的特性，输出最小的电池限制了整个组件的总输出。组件中电池的最大输出的总和与组件实总输出。组件中电池的最大输出的总和与组件实践到达的最大输出之间的差别就是失谐损耗。践到达的最大输出之间的差别就是失谐损耗。 确定并联电池组短路电流的方法确定并联电池组短路电流的方法确定并联电池组开路电压的方法确定并联电池组开路电压的方法确定串联电池组开路电压和短路电流的方法确定串联电池组开路电压和短路电流的方法3.2.3 3.2.3 非一样特性的电池组件非一样特性的电池组件 假设上述图中的电池被交换成电假设上述图中的电池被交换成电池组件

7、、电池串、电池模块或者源电路，会出现池组件、电池串、电池模块或者源电路，会出现类似的效果和曲线外形。来自于不同厂家的电池类似的效果和曲线外形。来自于不同厂家的电池或组件，即使额定电流一样，仍能够具有不同的或组件，即使额定电流一样，仍能够具有不同的光谱呼应，从而导致失谐损耗的出现。光谱呼应，从而导致失谐损耗的出现。 3.2.4 3.2.4 热斑效应热斑效应 存在于组件里的失谐电池可导致存在于组件里的失谐电池可导致某些电池在产生能量而某些电池在耗费能量。当某些电池在产生能量而某些电池在耗费能量。当组件或者组件串被短路时，一切的组件或者组件串被短路时，一切的“好电池的好电池的输出都会耗费在输出都会耗

8、费在“坏电池上。坏电池上。3.2.4 3.2.4 热斑效应热斑效应 能量在能量在“坏电池上的耗费导致电池坏电池上的耗费导致电池P-NP-N结的结的部分击穿，在很小的区域会产生很大的能量耗费，部分击穿，在很小的区域会产生很大的能量耗费，导致部分过热，称为导致部分过热，称为“热斑，从而会导致电池热斑，从而会导致电池或玻璃开裂、焊料熔化等破坏性的结果，电池组或玻璃开裂、焊料熔化等破坏性的结果，电池组件也会发生同样的问题。件也会发生同样的问题。- -热斑效应热斑效应 对于热斑问题和失谐电池，一个处理方法是在原电路对于热斑问题和失谐电池，一个处理方法是在原电路根底上加装旁路二极管。根底上加装旁路二极管。

9、 当光线不被遮挡时，每当光线不被遮挡时，每个二极管处于反偏压，每个个二极管处于反偏压，每个电池都产生电能。当一个电电池都产生电能。当一个电池被遮挡时就会停顿产生电池被遮挡时就会停顿产生电能，成为一个高阻值电阻，能，成为一个高阻值电阻，同时其他电池促使其反偏压，同时其他电池促使其反偏压，导致衔接电池两端的二极管导致衔接电池两端的二极管导通，本来流过被遮挡电池导通，本来流过被遮挡电池的电流被二极管分流。的电流被二极管分流。具有缺点电池的电池矩阵的输出具有缺点电池的电池矩阵的输出 有一个旁路二极管的“坏电池对总输出的影响 当总电路短路时， “坏电池和二极管上耗费的能量约等于一个“好电池的输出能量。

10、将每个电池配备一个旁路二极管本钱太高，所以二极将每个电池配备一个旁路二极管本钱太高，所以二极管通常会衔接于一组电池的两端，被遮挡的电池的最大功管通常会衔接于一组电池的两端，被遮挡的电池的最大功率耗费大约等于该电池所在电池组的总发电才干。率耗费大约等于该电池所在电池组的总发电才干。 对于硅太阳电池，在对于硅太阳电池，在不引起损坏的情况下，不引起损坏的情况下，一个旁路二极管最多衔一个旁路二极管最多衔接接1015个电池。因此个电池。因此对于通常的对于通常的36电池组件，电池组件，最少需求最少需求3个旁路二极个旁路二极管以保证不被热斑效应管以保证不被热斑效应所损坏。所损坏。 假设商业组件不具有旁路二极

11、管，要保证组件不假设商业组件不具有旁路二极管，要保证组件不会长时间被短路，并且那部分组件不会被周围建筑物会长时间被短路，并且那部分组件不会被周围建筑物或临近的电池阵列所遮挡。或临近的电池阵列所遮挡。 在每个太阳能电池内部集成一枚二极管的方案也在每个太阳能电池内部集成一枚二极管的方案也是可行的，它是确保各个电池都不被损坏的一个低本是可行的，它是确保各个电池都不被损坏的一个低本钱方法。钱方法。 合格的二极管该当可以接受其维护组件的合格的二极管该当可以接受其维护组件的2倍开倍开路电压或者路电压或者1.3倍的短路电流的任务条件。倍的短路电流的任务条件。 一些组件包含阻塞二极一些组件包含阻塞二极管，保证

12、电流只会从组件流管，保证电流只会从组件流出。例如，它可以防止夜间出。例如，它可以防止夜间蓄电池对太阳电池放电。由蓄电池对太阳电池放电。由于阻塞二极管会耗费一部分于阻塞二极管会耗费一部分电能，所以不是一切的电池电能，所以不是一切的电池串都具有阻塞二极管。串都具有阻塞二极管。 与旁路二极管类似，阻塞与旁路二极管类似，阻塞二极管该当可以接受其维护二极管该当可以接受其维护组件的组件的2倍开路电压或者倍开路电压或者1.3倍倍的短路电流。的短路电流。3.2 太阳电池组件的构造及类型太阳电池组件的构造及类型 根据太阳电池片的类型太阳电池组件可分为：根据太阳电池片的类型太阳电池组件可分为：单晶硅组件、多晶硅组

13、件、砷化镓组件、非晶硅单晶硅组件、多晶硅组件、砷化镓组件、非晶硅薄膜电池组件等，其中晶体硅电池组件约占市场薄膜电池组件等，其中晶体硅电池组件约占市场的的8090。 封装资料与工艺也不尽一样，主要分为：环氧封装资料与工艺也不尽一样，主要分为：环氧树脂胶封、层压封装、硅胶封装等。目前用得最树脂胶封、层压封装、硅胶封装等。目前用得最多的是层压封装方式，由于这种封装方式适宜于多的是层压封装方式，由于这种封装方式适宜于大面积电池片的工业化封装。大面积电池片的工业化封装。 常见太阳电池组件输出峰值功率有常见太阳电池组件输出峰值功率有 8， 10， 20， 36，40， 50， 75， 160W等。等。 大

14、功率的太阳电池发电系统须大功率的太阳电池发电系统须将多个组件衔接成方阵。太阳电池单体、将多个组件衔接成方阵。太阳电池单体、 组件和方阵见组件和方阵见图图 2所示。组件运用较多的是所示。组件运用较多的是9串串4列或列或12串串3列共列共36片串片串联，额定电压为联，额定电压为12V的组件。的组件。太阳电池组件的常见构造方式太阳电池组件的常见构造方式 1 玻璃壳体式构造玻璃壳体式构造 玻璃壳体式太阳电池组件表示图玻璃壳体式太阳电池组件表示图 1-玻璃壳体玻璃壳体;2-硅太阳电池硅太阳电池;3-衔接条衔接条;4-粘接剂粘接剂; 5-衬底衬底;6-下底板下底板;7-边框线边框线;8-电极接线柱电极接线

15、柱 2 平板式太阳电池组件平板式太阳电池组件 glassEVAcellsEVA TPTJunction box目前平板式太阳电池是由高转换效率的单片太阳电池、目前平板式太阳电池是由高转换效率的单片太阳电池、EVA胶胶膜、低铁钢化玻璃和膜、低铁钢化玻璃和TPT复合薄膜组成，采用层压封装工艺。复合薄膜组成，采用层压封装工艺。全胶密封太阳电池组件表示图全胶密封太阳电池组件表示图 1-硅太阳电池硅太阳电池;2-粘接剂粘接剂;3-电极引线电极引线;4-下底板下底板;5-互连条互连条 3 全胶密封太阳电池组件全胶密封太阳电池组件全胶密封太阳电池组件普通采用环氧树脂封装或硅胶封装。全胶密封太阳电池组件普通采

16、用环氧树脂封装或硅胶封装。双面玻璃太阳电池组件双面玻璃太阳电池组件-光伏建筑一体化光伏建筑一体化 与普通组件构与普通组件构造相比，双面玻璃组件利用玻璃替代造相比，双面玻璃组件利用玻璃替代TPETPE或或TPT)TPT)作为组作为组件背板资料，如下图。由于这种组件有美观、透光的优点，件背板资料，如下图。由于这种组件有美观、透光的优点，在光伏建筑上运用非常广泛，如：太阳能智能窗，太阳能在光伏建筑上运用非常广泛，如：太阳能智能窗，太阳能凉亭和光伏建筑顶棚、光伏玻璃幕墙等。与建筑结合是太凉亭和光伏建筑顶棚、光伏玻璃幕墙等。与建筑结合是太阳能光电开展的一大趋势，估计双面玻璃组件商业市场会阳能光电开展的一

17、大趋势，估计双面玻璃组件商业市场会进一步扩展。进一步扩展。 n如何让太阳能电池与建筑物的屋顶和外墙相结合，既如何让太阳能电池与建筑物的屋顶和外墙相结合，既可以遮挡一部分阳光，又可以让一部分阳光射入建筑可以遮挡一部分阳光，又可以让一部分阳光射入建筑物内部？物内部？n一种处理方法：德国设计师们将不透明的太阳能电池一种处理方法：德国设计师们将不透明的太阳能电池安装于双面玻璃之间，并且在电池片与电池片之间留安装于双面玻璃之间，并且在电池片与电池片之间留出一定的空隙。出一定的空隙。每个屋顶35KW美国美国Springerville 4.6MWp光伏电站光伏电站Leipziger Land. 32，727

18、 块块153Wp的组件的组件 = 5 MWp西班牙20MW光伏电站 3.3 封装资料封装资料 太阳电池组件运用的封装资料有环氧树脂、太阳电池组件运用的封装资料有环氧树脂、有机硅树脂、玻璃、有机硅树脂、玻璃、EVA、Tedlar或或Tedlar复复合薄膜合薄膜(如如TPT或或TPE)、衔接条、铝框等。、衔接条、铝框等。 封装资料的特性对太阳电池组件的性能、运封装资料的特性对太阳电池组件的性能、运用寿命有重要影响。优良的太阳电池组件，除用寿命有重要影响。优良的太阳电池组件，除了要求太阳电池本身效率要高外，优良的封装了要求太阳电池本身效率要高外，优良的封装资料和合理的封装工艺也是不可短少的。资料和合

19、理的封装工艺也是不可短少的。 3.3.1 环氧树脂环氧树脂 特性特性机械性能优良；机械性能优良；耐化学药品性和耐气候性好；耐化学药品性和耐气候性好；电绝缘、尺寸稳定性好。电绝缘、尺寸稳定性好。优良的工艺性：可供选择的种类多、固化优良的工艺性：可供选择的种类多、固化方便、黏附力强和固化收缩率低。方便、黏附力强和固化收缩率低。 用于封装太阳电池的环氧树脂普通为双组分液体，用于封装太阳电池的环氧树脂普通为双组分液体，运用时现场配制，主要是透光性、耐湿性、绝缘性和运用时现场配制，主要是透光性、耐湿性、绝缘性和气密性好。环氧树脂普通在小型组件的封装上运用较气密性好。环氧树脂普通在小型组件的封装上运用较多

20、，主要用于太阳能草坪灯、玩具等消费品等。多，主要用于太阳能草坪灯、玩具等消费品等。环氧树脂作为太阳电池封装资料存在的问题：环氧树脂作为太阳电池封装资料存在的问题：1.1.耐老化性能相对差，容易老化而变黄。耐老化性能相对差，容易老化而变黄。2.2.运用过程中还会由于老化导致资料脆化，经过运用过程中还会由于老化导致资料脆化，经过对环氧树脂改性可在一定程度上改善其耐老化性对环氧树脂改性可在一定程度上改善其耐老化性能。能。3.3.封装资料要求具有较高的耐湿性和气密性。但封装资料要求具有较高的耐湿性和气密性。但环氧树脂是高分子资料，其分子间间隔为环氧树脂是高分子资料，其分子间间隔为5050200nm20

21、0nm，大大超越水分子的体积。水的浸透降低，大大超越水分子的体积。水的浸透降低电池的运用寿命。提高环氧树脂的疏水性是有效电池的运用寿命。提高环氧树脂的疏水性是有效地提高其耐湿性的一项措施。地提高其耐湿性的一项措施。4.4.用环氧树脂封装太阳电池时，由于与其它资料用环氧树脂封装太阳电池时，由于与其它资料的膨胀系数不同，在成型固化过程而产生内应的膨胀系数不同，在成型固化过程而产生内应力，呵斥强度下降、老化龟裂、封装开裂、空力，呵斥强度下降、老化龟裂、封装开裂、空洞、剥离等各种缺陷。经过添加改性剂或增塑洞、剥离等各种缺陷。经过添加改性剂或增塑剂可以降低资料体系的内应力；参与剂可以降低资料体系的内应力

22、；参与“软的软的聚合物粒子如橡胶、硅胶，构成一种使应力易聚合物粒子如橡胶、硅胶，构成一种使应力易于传送和耗散的构造，也可大大降低资料的内于传送和耗散的构造，也可大大降低资料的内应力。但是，要求添加的资料既与环氧树脂交应力。但是，要求添加的资料既与环氧树脂交融，又不影响封装后电池的透光性显得难度大。融，又不影响封装后电池的透光性显得难度大。 环氧树脂封装太阳电池组件工艺简单、资料本环氧树脂封装太阳电池组件工艺简单、资料本钱低廉，在小型组件封装上运用较多，早期太阳钱低廉，在小型组件封装上运用较多，早期太阳能草坪灯大都采用这种组件。但由于环氧树脂抗能草坪灯大都采用这种组件。但由于环氧树脂抗热氧老化、

23、紫外老化的性能相对较差，有被热氧老化、紫外老化的性能相对较差，有被EVA层压封装取代的趋势。层压封装取代的趋势。 3.3.2 有机硅胶 有机硅胶用于硅胶封装太阳电池组件。有机硅胶用于硅胶封装太阳电池组件。 有机硅化合物，是指含有有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些经过氧、硫、氮等使有机基与硅原子也常把那些经过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相衔接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以相衔接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键硅氧键-Si-0-Si-为骨架组成的聚硅氧烷，是有为骨架

24、组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研讨最深、运用最广的机硅化合物中为数最多，研讨最深、运用最广的一类，约占总用量的一类，约占总用量的90%以上。以上。 有机硅胶是具有特殊构造的封装资料，兼具有无机资有机硅胶是具有特殊构造的封装资料，兼具有无机资料和有机资料的许多特性：料和有机资料的许多特性： 1.耐高温、耐低温、耐老化、抗氧化、电绝缘、疏水。耐高温、耐低温、耐老化、抗氧化、电绝缘、疏水。 2.是弹性体。是弹性体。 3.硅胶分为中性、酸性等，酸性硅胶由于会腐蚀硅片，硅胶分为中性、酸性等，酸性硅胶由于会腐蚀硅片，所以普通运用中性硅胶。所以普通运用中性硅胶。 4.硅胶对玻璃陶瓷、金属等黏结力

25、很强。硅胶对玻璃陶瓷、金属等黏结力很强。 5.有机硅胶是一种透明资料，透光率可达有机硅胶是一种透明资料，透光率可达90以上。以上。 6.具有低温固化的特点。具有低温固化的特点。 特性特性有机硅胶作为太阳电池封装资料存在的问题：有机硅胶作为太阳电池封装资料存在的问题： 有机硅膜在热、空气、潮气等老化条有机硅膜在热、空气、潮气等老化条件下，聚硅氧烷的侧基极易被氧化，从而件下，聚硅氧烷的侧基极易被氧化，从而发生大分子的侧链或有机自在基的耦合等发生大分子的侧链或有机自在基的耦合等副反响而老化，使物理性能发生明显的变副反响而老化，使物理性能发生明显的变化，因此，封装太阳电池组件用的硅胶需化，因此，封装太

26、阳电池组件用的硅胶需求参与适宜的添加剂来提高其老化性能。求参与适宜的添加剂来提高其老化性能。 3.3.3 EVA胶膜胶膜 EVA EVA胶膜用于层压封装太阳电池组件。规范的胶膜用于层压封装太阳电池组件。规范的太阳电池组件中普通要参与两层太阳电池组件中普通要参与两层EVAEVA胶膜，胶膜，EVAEVA胶胶膜在电池与玻璃、电池与膜在电池与玻璃、电池与TPTTPT之间起粘接作用。之间起粘接作用。 (1) EVA胶膜简介胶膜简介l 太阳电池硅晶片假设直接暴露于大气中，其光太阳电池硅晶片假设直接暴露于大气中，其光电转换效能会衰减。为此采用透明、耐光老化、电转换效能会衰减。为此采用透明、耐光老化、粘接性好

27、、能接受大气变化且具有弹性的粘接性好、能接受大气变化且具有弹性的EVA胶胶层将硅晶片组包封，并和上层维护资料玻璃、下层将硅晶片组包封，并和上层维护资料玻璃、下层维护资料层维护资料TPT粘合为一体，构成太阳电池板。粘合为一体，构成太阳电池板。l EVA EVA是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，EVAEVA具有优具有优良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低温绕曲性、粘着性、耐环境应力开裂性、耐候温绕曲性、粘着性、耐环境应力开裂性、耐候性、耐腐蚀性、热密封性以及电性能等。性、耐腐蚀性、热密封性以及电性能等。l上世纪上世纪8080年代

28、前，国内外曾试过用液态硅树脂和年代前，国内外曾试过用液态硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂片聚乙烯醇缩丁醛树脂片(PVB)(PVB)，但因价钱高、施工，但因价钱高、施工条件苛刻、物性不好而被淘汰。条件苛刻、物性不好而被淘汰。l 80 80年代起国外开场研制年代起国外开场研制EVAEVA胶膜，它是一种热熔胶膜，它是一种热熔粘接胶膜，常温下无粘性而具抗粘连性，经一定粘接胶膜，常温下无粘性而具抗粘连性，经一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，在太阳电条件热压便发生熔融粘接与交联固化，在太阳电池封装与户外运用上均获得了相当称心的结果。池封装与户外运用上均获得了相当称心的结果。l 我国于上世纪我国于上世纪808

29、0年代中期开场，陆续从美国引年代中期开场，陆续从美国引进单晶硅太阳电池消费线，并逐年从美国进口进单晶硅太阳电池消费线，并逐年从美国进口EVAEVA胶膜。为改动每年进口封装资料的被动局面，国胶膜。为改动每年进口封装资料的被动局面，国家科委将家科委将EVAEVA胶膜国产化列入胶膜国产化列入“八五攻关方案。八五攻关方案。l 浙江化工研讨院等单位于浙江化工研讨院等单位于8080年代后期着手年代后期着手EVAEVA胶胶膜国产化研讨。膜国产化研讨。l 2019 2019年年1111月由国家科委在杭州经过了浙江化工月由国家科委在杭州经过了浙江化工研讨院的成果鉴定与攻关验收。该成果获得浙江研讨院的成果鉴定与攻

30、关验收。该成果获得浙江省省20192019年度科技提高二等奖。年度科技提高二等奖。 EVA EVA胶膜的研讨胜胶膜的研讨胜利，填补了国内空白。利，填补了国内空白。l 2019 2019年浙江化工研讨院建成了国内第一条年产年浙江化工研讨院建成了国内第一条年产3030万平方米、幅宽达万平方米、幅宽达1000mm1000mm以上太阳能电池以上太阳能电池EVAEVA胶胶膜消费线，同时将第二代快速固化胶膜产品推向膜消费线，同时将第二代快速固化胶膜产品推向市场，获得大量运用。市场，获得大量运用。20192019年获国家发改委年获国家发改委/ /世界世界银行银行/GEF/GEF技术提高工程支持。技术提高工程

31、支持。l EVA EVA的性能主要取决于分子量和醋酸乙烯酯的性能主要取决于分子量和醋酸乙烯酯( (以以VAVA表示表示) )的含量：的含量：l 当分子量一定时，当分子量一定时，VAVA的含量增高，的含量增高，EVAEVA的弹的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高；性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高；VAVA的含量降低，的含量降低，EVAEVA那么接近于聚乙烯的性能。那么接近于聚乙烯的性能。l 当当VAVA含量一定时，分子量降低那么软化点含量一定时，分子量降低那么软化点下降，而加工性及外表光泽改善，但强度降低；下降，而加工性及外表光泽改善，但强度降低；分子量增大，可提高耐冲击性和应力开裂

32、性。分子量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。l l EVA EVA胶膜是一种热固性的膜状热熔胶，常温胶膜是一种热固性的膜状热熔胶，常温下不发粘，便于操作；在熔融形状下，它和硅下不发粘，便于操作；在熔融形状下，它和硅晶片、玻璃、晶片、玻璃、TPTTPT产生粘接，成为太阳电池板。产生粘接，成为太阳电池板。优质的优质的EVAEVA胶膜经加热封装后，变得完全透明，胶膜经加热封装后，变得完全透明，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用透的作用. .l 未经改性的未经改性的EVAEVA具有透明、柔软、有热熔粘接具有透明、柔软、有热熔粘接性、熔融温度低性、熔

33、融温度低(80)(80)、熔融流动性好等特点，、熔融流动性好等特点，这些特征满足了太阳电池封装的需求。这些特征满足了太阳电池封装的需求。l 但其耐热性差，易延伸而弹性低，内聚强度但其耐热性差，易延伸而弹性低，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩致硅晶片碎低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩致硅晶片碎裂。为此要对裂。为此要对EVAEVA进展改性，其方法是采取化学交进展改性，其方法是采取化学交联，即在联，即在EVAEVA中添加有机过氧化物交联剂，当中添加有机过氧化物交联剂，当EVAEVA胶膜加热到一定温度时，交联剂分解产生自在胶膜加热到一定温度时，交联剂分解产生自在基，引发基，引发EVAEVA分子间的

34、结合，构成三维网状构造，分子间的结合，构成三维网状构造，使使EVAEVA胶层交联固化，当交联度到达胶层交联固化，当交联度到达6565以上时就以上时就能接受大气的变化，不再发生热胀冷缩。能接受大气的变化，不再发生热胀冷缩。l 假设假设EVAEVA胶膜未经改性，它必定会受紫外线破胶膜未经改性，它必定会受紫外线破坏，发生龟裂，或降解变色，或和玻璃、坏，发生龟裂，或降解变色，或和玻璃、TPTTPT脱脱胶，从而大大地降低太阳电池的效率，缩短其运胶，从而大大地降低太阳电池的效率，缩短其运用寿命，尤其用于高原地域的太阳电池更应注重用寿命，尤其用于高原地域的太阳电池更应注重此问题。因此还要采取抗紫外光老化措施

35、此问题。因此还要采取抗紫外光老化措施: :使使EVAEVA胶层内含有吸收紫外光的主、辅剂配合的复合光胶层内含有吸收紫外光的主、辅剂配合的复合光稳定剂，能起到吸收紫外光的协同效应。稳定剂，能起到吸收紫外光的协同效应。EVAEVA胶膜胶膜具有吸收紫外光性能，除维护具有吸收紫外光性能，除维护EVAEVA胶层本身外，还胶层本身外，还可维护电池背材可维护电池背材TPTTPT，从而能保证太阳电池年年正，从而能保证太阳电池年年正常任务。常任务。 (2) EVA太阳电池胶膜主要性能目的太阳电池胶膜主要性能目的 普通说来，用于太阳电池封装的普通说来，用于太阳电池封装的EVA胶膜必需满足胶膜必需满足以下主要性能目

36、的。以下主要性能目的。 固化条件固化条件 快速型，加热至快速型，加热至，恒温，恒温1520min；慢速型，加热至慢速型，加热至145，恒温，恒温3040min。 厚度厚度 0.30.8mm；宽度：；宽度：1100mm，800mm，600mm等多种规格。等多种规格。 太阳电池封装用的太阳电池封装用的EVA胶膜固化后的性能要求胶膜固化后的性能要求 透光率大于透光率大于90；交联度大于；交联度大于65，剥离强度，剥离强度(Ncm)：玻璃胶膜大于玻璃胶膜大于30；TPT胶膜大于胶膜大于15；耐温性：高温；耐温性：高温80，低温，低温-40，尺寸稳定性较好；具有较好的耐紫外，尺寸稳定性较好；具有较好的耐

37、紫外光老化性能。光老化性能。 3.3.4 玻璃 规范太阳电池组件的盖板资料通常采用低铁钢规范太阳电池组件的盖板资料通常采用低铁钢化玻璃，其特点是：透过率高、抗冲击才干强和化玻璃，其特点是：透过率高、抗冲击才干强和运用寿命长。运用寿命长。 钢化玻璃是一种预应力玻璃钢化玻璃是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度为提高玻璃的强度,通常运用化学或物理的方法，在玻璃外表构成压通常运用化学或物理的方法，在玻璃外表构成压应力，玻璃接受外力时首先抵消表层应力，从而应力，玻璃接受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载才干，加强玻璃本身抗风压性，寒暑提高了承载才干，加强玻璃本身抗风压性，寒暑性，冲击性等。性，冲击性等

38、。 钢化玻璃的主要优点：钢化玻璃的主要优点：1. 是强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是是强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的普通玻璃的35倍，抗冲击强度是普通玻璃倍，抗冲击强度是普通玻璃510倍，倍，提高强度的同时亦提高了平安性。提高强度的同时亦提高了平安性。2. 是运用平安，其承载才干增大改善了易碎性是运用平安，其承载才干增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的损伤极大地降低了人体的损伤极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有性质较之普通玻璃有23倍的提高，普通可接受倍的提高，普通

39、可接受150以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。果。 钢化玻璃的缺陷：钢化玻璃的缺陷： 1. 钢化后的玻璃不能再进展切割，和加工，只能钢化后的玻璃不能再进展切割，和加工，只能在钢化前就对玻璃进展加工至需求的外形，再进在钢化前就对玻璃进展加工至需求的外形，再进展钢化处置。展钢化处置。 2. 钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆本人破裂的能够性，璃在温差变化大时有自爆本人破裂的能够性，而普通玻璃不存在自爆的能够性。而普通玻璃不存在自爆的能够性。 低铁玻璃，又称超白玻璃、无色玻璃、高透明低铁

40、玻璃，又称超白玻璃、无色玻璃、高透明玻璃，是玻璃产品中最高档的种类，具有高透光玻璃，是玻璃产品中最高档的种类，具有高透光率、高透明性，产品晶莹剔透、高贵典雅，有玻率、高透明性，产品晶莹剔透、高贵典雅，有玻璃家族璃家族“水晶王子之称。透光率决议玻璃的质量，水晶王子之称。透光率决议玻璃的质量，浮法玻璃的透光率为浮法玻璃的透光率为86%，而超白玻璃透光率可，而超白玻璃透光率可达达92%以上，主要运用于高档建筑、电子产品、以上，主要运用于高档建筑、电子产品、高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品等行业。太阳能的档玻璃家具、各种仿水

41、晶制品等行业。太阳能的开发与运用也将为超白玻璃的开展提供宏大商开发与运用也将为超白玻璃的开展提供宏大商机机太阳能光伏发电系统的玻璃基片就需求运太阳能光伏发电系统的玻璃基片就需求运用超白玻璃。超白玻璃科技含量高，消费难度大，用超白玻璃。超白玻璃科技含量高，消费难度大，具有较强的获利才干。具有较强的获利才干。 超白玻璃中铁是被作为有害杂质来对待的，其超白玻璃中铁是被作为有害杂质来对待的，其缘由是由于铁缘由是由于铁(通常以通常以Fe2O3和和FeO的方式同时存的方式同时存在于玻璃中在于玻璃中),使白玻着色而变绿使白玻着色而变绿,增大玻璃的吸热率，增大玻璃的吸热率，同时会降低玻璃的透光率。玻璃中铁的来

42、源主要同时会降低玻璃的透光率。玻璃中铁的来源主要由原料本身、耐火资料或金属材质的消费设备等由原料本身、耐火资料或金属材质的消费设备等引入，普通很难完全防止，只能经过原资料和消引入，普通很难完全防止，只能经过原资料和消费控制尽能够减少玻璃中铁的含量。目前，太阳费控制尽能够减少玻璃中铁的含量。目前，太阳电池玻璃的铁含量在电池玻璃的铁含量在0.008%0.02%，而普通浮，而普通浮法玻璃的铁含量普通在法玻璃的铁含量普通在0.7%以上。以上。 太阳电池组件用的低铁玻璃，普通厚度为太阳电池组件用的低铁玻璃，普通厚度为3.2mm，在晶体硅太阳，在晶体硅太阳电池呼应的波长范围内电池呼应的波长范围内32011

43、00nm透光率达透光率达90以上，对以上，对于波长大于于波长大于1200nm的红外线有较高的反射率，同时能耐太阳紫外的红外线有较高的反射率，同时能耐太阳紫外线的辐射。利用紫外线的辐射。利用紫外-可见光光谱仪测得普通玻璃的光谱透过率可见光光谱仪测得普通玻璃的光谱透过率(图图3-5)与太阳电池组件用的超白玻璃光谱透过率与太阳电池组件用的超白玻璃光谱透过率(图图3-6)比较，普通玻比较，普通玻璃在波段璃在波段7001100段透过率下降较快，明显低于超白玻璃的透过段透过率下降较快，明显低于超白玻璃的透过率。率。 由于玻璃体内含铁量过高及玻璃外表的光反射过大是降低太阳由于玻璃体内含铁量过高及玻璃外表的光

44、反射过大是降低太阳能利用率的主要缘由之一。为此，人们主要在以下三方面努力：能利用率的主要缘由之一。为此，人们主要在以下三方面努力： 降低玻璃中的铁含量降低玻璃中的铁含量 如河南思可达新型能源资料选用低铁如河南思可达新型能源资料选用低铁石英砂做熔制超白玻璃的原料。该公司消费上长期运用的石英砂，石英砂做熔制超白玻璃的原料。该公司消费上长期运用的石英砂，铁含量都低于铁含量都低于40ppm，虽然每吨本钱高三百多元，但消费的超白玻，虽然每吨本钱高三百多元，但消费的超白玻璃的铁含量明显降低，通常在璃的铁含量明显降低，通常在110ppm以下，有一半产品降到以下，有一半产品降到90ppm以下，以致保证了超白玻

45、璃较高的透射性能。以下，以致保证了超白玻璃较高的透射性能。 如何添加玻璃强度和延伸运用寿命。目前，如何添加玻璃强度和延伸运用寿命。目前，玻璃厂商已能熟练地对玻璃厂商已能熟练地对23mm薄玻璃进展物理或薄玻璃进展物理或化学钢化处置，不仅光透过率仍坚持较高值，而化学钢化处置，不仅光透过率仍坚持较高值，而且使玻璃的强度提高为普通平板玻璃的且使玻璃的强度提高为普通平板玻璃的34倍。倍。薄玻璃经过钢化处置后，在太阳能利用中以薄代薄玻璃经过钢化处置后，在太阳能利用中以薄代厚并到达相对降低玻璃铁含量，提高光透过率及厚并到达相对降低玻璃铁含量，提高光透过率及减轻太阳电池组件的自重及本钱，不仅真实可行，减轻太阳

46、电池组件的自重及本钱，不仅真实可行，而且效果明显。而且效果明显。 研制新的防反射涂层或减反射外表资料。为研制新的防反射涂层或减反射外表资料。为了减少玻璃外表光反射率，玻璃制造商们经过物了减少玻璃外表光反射率，玻璃制造商们经过物化处置方法，对玻璃外表进展一些减反射工艺处化处置方法，对玻璃外表进展一些减反射工艺处置，可制成置，可制成“减反射玻璃，其措施主要是在玻璃减反射玻璃，其措施主要是在玻璃外表涂布一层薄膜层，可行之有效地减少玻璃的外表涂布一层薄膜层，可行之有效地减少玻璃的反射率。此薄膜层又称之为减反射涂层。这种在反射率。此薄膜层又称之为减反射涂层。这种在玻璃外表制备的减反射层，可采用真空堆积法

47、、玻璃外表制备的减反射层，可采用真空堆积法、浸蚀法和高温烧结法等工艺得以实现。浸蚀法和高温烧结法等工艺得以实现。 玻璃制造商们选用浸蚀法工艺为多。该工艺是玻璃制造商们选用浸蚀法工艺为多。该工艺是指浸涂硅酸钠与化学处置相结合制备减反射玻璃，指浸涂硅酸钠与化学处置相结合制备减反射玻璃，其工艺流程大致如下：玻璃原片其工艺流程大致如下：玻璃原片洗涤洗涤枯燥枯燥浸入硅酸钠溶液浸入硅酸钠溶液提取玻璃提取玻璃低温烘干低温烘干(或自然风或自然风干干) 二次化学处置二次化学处置提取并烘干提取并烘干检测检测(透光率、透光率、反射率及膜厚反射率及膜厚) 包装包装出厂，该工艺方法可使玻出厂，该工艺方法可使玻璃透光率比

48、原先提高璃透光率比原先提高45；如；如3mm光透过率光透过率由原来由原来80提高到提高到85，折射率较高的超白玻璃，折射率较高的超白玻璃光透过率可从原来光透过率可从原来86提高到提高到91。这种涂层与。这种涂层与玻璃可以结实地结合，经测试阐明其耐磨性非常玻璃可以结实地结合，经测试阐明其耐磨性非常好。好。 3.3.5 反面资料 太阳电池组件反面资料，主要取决于运太阳电池组件反面资料，主要取决于运用场所和用户需求。用场所和用户需求。 用于太阳能庭院灯和玩具的小型太阳电用于太阳能庭院灯和玩具的小型太阳电池组件多用电路板、耐温塑料或玻璃钢板池组件多用电路板、耐温塑料或玻璃钢板材；材； 而大型太阳电池组

49、件多用玻璃或而大型太阳电池组件多用玻璃或Tedlar复合资料。复合资料。 Tedlar 就是聚氟乙烯，就是聚氟乙烯，Tedlar 薄膜是一种具薄膜是一种具有高透过率的透明资料，也可根据需求制成蓝、有高透过率的透明资料，也可根据需求制成蓝、黑等多种颜色。它是美国杜邦公司独家消费的黑等多种颜色。它是美国杜邦公司独家消费的产品，同样具有许多熟知的碳氟聚合物的性质：产品，同样具有许多熟知的碳氟聚合物的性质：耐老化、耐腐蚀、不透气等，这些特点很符合耐老化、耐腐蚀、不透气等，这些特点很符合封装太阳电池。此外，它还具有优良的强度和封装太阳电池。此外，它还具有优良的强度和防潮性能，可直接用作太阳电池组件或太阳

50、能防潮性能，可直接用作太阳电池组件或太阳能集热器的封装资料。集热器的封装资料。 为了坚持太阳电池组件有更长的运用寿命，为了坚持太阳电池组件有更长的运用寿命，一些专业厂家将一些专业厂家将Tedlar与聚酯、铝膜或铁膜等合成与聚酯、铝膜或铁膜等合成夹层构造，即有以下方式夹层构造，即有以下方式 TedlarpolyesterTedlar； TedlaraIuminumTedlar； TedlarironTedlar Tedlar复合薄膜具有更好的防潮、抗湿和耐复合薄膜具有更好的防潮、抗湿和耐候性能。通常用得最多的就是候性能。通常用得最多的就是TedlarPolyesterTedlar，通常简称，通常

51、简称TPT，还具有高强、阻燃、耐，还具有高强、阻燃、耐久、自洁等特性。白色的久、自洁等特性。白色的TPT对阳光可起反射作用，对阳光可起反射作用，能提高组件的效率，并且具有较高的红外反射率，能提高组件的效率，并且具有较高的红外反射率，可以降低组件的任务温度，也有利于提高组件的可以降低组件的任务温度，也有利于提高组件的效率。效率。 TPE 由由Tedlar/ polyesterEVA三层资料构成。三层资料构成。目前，很多厂家开场运用目前，很多厂家开场运用TPE替代替代TPT作为太阳电作为太阳电池组件的反面资料。与电池接触面池组件的反面资料。与电池接触面EVA面为面为接近电池颜色深蓝色，封装出来的组

52、件较美观。接近电池颜色深蓝色，封装出来的组件较美观。由于少了一层由于少了一层Tedlar，TPE的耐候性能不及的耐候性能不及TPT，但其价钱廉价约为但其价钱廉价约为TPT的一半的一半)，与，与EVA黏合性黏合性能好，在组件封装，尤其是小型组件封装上运用能好，在组件封装，尤其是小型组件封装上运用越来越多。越来越多。 3.3.6 其他资料其他资料玻璃、玻璃、EVA和和TPT，外加太阳电池片是组成组件，外加太阳电池片是组成组件的主要资料。除此之外，还需求衔接条浸锡铜的主要资料。除此之外，还需求衔接条浸锡铜条、铝合金或不锈钢边框、电极接线盒、焊锡条、铝合金或不锈钢边框、电极接线盒、焊锡等。等。3.4

53、太阳电池组件制造设备太阳电池组件制造设备 太阳电池组件制造、封装和测试设备主要有激太阳电池组件制造、封装和测试设备主要有激光划片机、层压机、固化炉、电池片测试台、组光划片机、层压机、固化炉、电池片测试台、组件测试台、电阻率测试仪等。国外较大型的太阳件测试台、电阻率测试仪等。国外较大型的太阳电池组件专业厂家设备非常齐全，如清洗玻璃、电池组件专业厂家设备非常齐全，如清洗玻璃、平铺切割平铺切割EVA、太阳电池焊接等都有专门的设备。、太阳电池焊接等都有专门的设备。 下面主要引见太阳电池组件封装最根本的设备下面主要引见太阳电池组件封装最根本的设备激光划片机和太阳能电池层压机。激光划片机和太阳能电池层压机

54、。 3.4.1 激光划片机激光划片机 太阳电池硅片主要采用金刚石切割设备和激光太阳电池硅片主要采用金刚石切割设备和激光划片机切割。由于激光划片机的切割效率更高，划片机切割。由于激光划片机的切割效率更高，如今许多工厂都采用激光划片机来切割太阳电池如今许多工厂都采用激光划片机来切割太阳电池硅片，以满足制造小型太阳电池组件的需求。硅片，以满足制造小型太阳电池组件的需求。 激光划片机由激光晶体、电源系统、冷却系统、光激光划片机由激光晶体、电源系统、冷却系统、光学扫描系统、聚焦系统、真空泵、控制系统、任务学扫描系统、聚焦系统、真空泵、控制系统、任务台、计算机等组成，如下图。控制台上有电源、真台、计算机等

55、组成，如下图。控制台上有电源、真空泵、冷却水开关按钮及电流调理按钮等，任务台空泵、冷却水开关按钮及电流调理按钮等，任务台面上布有气孔，气孔与真空泵相连，翻开真空泵后面上布有气孔，气孔与真空泵相连，翻开真空泵后太阳电池硅片就被吸附在控制台上，切割过程中不太阳电池硅片就被吸附在控制台上，切割过程中不易挪动。易挪动。切割时将电池放在任务台上，切割时将电池放在任务台上，翻开计算机，设计切割道路，翻开计算机，设计切割道路，按下确定键后，激光光斑开场按下确定键后，激光光斑开场挪动，在控制台上调理适当的挪动，在控制台上调理适当的任务电流进展切割。任务电流进展切割。 激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相激

56、光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相关性。激光束经过聚焦后，在焦点处产生数千度关性。激光束经过聚焦后，在焦点处产生数千度甚至上万度的高温，使其能加工几乎一切的资料。甚至上万度的高温，使其能加工几乎一切的资料。激光划片是把激光束聚焦在硅、锗、砷资料的外激光划片是把激光束聚焦在硅、锗、砷资料的外表，构成很高的功率密度，使硅片构成沟槽，在表，构成很高的功率密度，使硅片构成沟槽，在沟槽处应力集中，很容易沿沟槽整齐断开。激光沟槽处应力集中，很容易沿沟槽整齐断开。激光划片为非接触加工，划片效应是经过表层的物质划片为非接触加工，划片效应是经过表层的物质蒸发出深层物质，或是经过光能作用导致物质的蒸发出深层物

57、质，或是经过光能作用导致物质的化学键断裂而划出痕迹。因此，用激光对太阳电化学键断裂而划出痕迹。因此，用激光对太阳电池硅片进展划片，能较好地防止损伤和污染硅片，池硅片进展划片，能较好地防止损伤和污染硅片，可以提高硅片的利用率，提高产品的废品率。可以提高硅片的利用率，提高产品的废品率。 与传统的机械切割技术相比，激光划片主要有以下优点：与传统的机械切割技术相比，激光划片主要有以下优点： 激光划片由计算机控制，速度快，准确度高，大大激光划片由计算机控制，速度快，准确度高，大大提高了加工效率；提高了加工效率； 激光划片为非接触式加工，减少了硅片的外表损伤激光划片为非接触式加工，减少了硅片的外表损伤与刀

58、具的磨损，提高了产品废品率；与刀具的磨损，提高了产品废品率； 激光划片光强弱控制方便，激光聚焦后功率密度高，激光划片光强弱控制方便，激光聚焦后功率密度高，能很好地控制切割深度，适宜对硅片这种薄、脆、硬的资能很好地控制切割深度，适宜对硅片这种薄、脆、硬的资料切割；料切割； 激光束细，加工资料耗费很小，加工热区影响小；激光束细，加工资料耗费很小，加工热区影响小； 激光划片沟槽整齐，无裂纹，深度一致；激光划片沟槽整齐，无裂纹，深度一致； 激光加工操作方便简捷，运用平安，人工、资料耗激光加工操作方便简捷，运用平安，人工、资料耗费本钱低。费本钱低。运用切割机切割太阳电池，需求留意的问题是：运用切割机切割

59、太阳电池，需求留意的问题是： 一定要在水循环正常任务下，再启动激光电源和调一定要在水循环正常任务下，再启动激光电源和调理电源，否那么温度过高，容易烧坏电源；理电源，否那么温度过高，容易烧坏电源； 激光电源属于大功率高频开关电源，它对外部环境激光电源属于大功率高频开关电源，它对外部环境有或多或少的电磁污染，因此对电磁兼容性能的仪器设备，有或多或少的电磁污染，因此对电磁兼容性能的仪器设备，如变型仪、计算机等产生一定影响，建议采用屏蔽、电源如变型仪、计算机等产生一定影响，建议采用屏蔽、电源隔离等方法抗干扰；隔离等方法抗干扰； 激光器普通采用氪灯泵浦，需求瞬时高压来触发氪激光器普通采用氪灯泵浦，需求瞬

60、时高压来触发氪灯，因此严禁在氪灯点燃前启动其他组件，以防高压串入，灯，因此严禁在氪灯点燃前启动其他组件，以防高压串入，氪灯属于易损耗件，当发现老化时，需求改换新灯；氪灯属于易损耗件，当发现老化时，需求改换新灯； 激光划片机任务环境要求激光划片机任务环境要求 室内清洁无尘，相对湿室内清洁无尘，相对湿度小于度小于80，温度，温度520；另外，要坚持机内循环水干；另外，要坚持机内循环水干净，定期清洗水箱并改换去离子水或纯水。净，定期清洗水箱并改换去离子水或纯水。3.4.2 太阳电池层压机太阳电池层压机 太阳电池层压机集真空技术、气压传动技术、太阳电池层压机集真空技术、气压传动技术、PID温度温度控制