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晶硅太陽能電池板的生產過程

伴隨著人類對清潔能源的需求不斷提升, 太陽能發電越來越受到人們的重視。目前市場上主流的太陽能發電設備, 主要是以晶硅太陽能電池板為中間媒介, 將太陽光能轉換為電能, 進而推動整個負載的工作。

晶硅太陽能電池板主要由電池片、玻璃、背板、EVA (Ethylenevinyl acetate) 、鋁框、接線盒等部分構成。

晶硅太陽能電池板結構及生產流程

晶硅太陽能電池板的主要生產流程如下:


晶硅太陽能電池板主要構件

電池片

根據電池片制備工藝的不同, 主要分為單晶電池片和多晶電池片, 其中單晶主要采用提拉法生長硅棒, 多晶主要采用鑄錠法生長硅錠, 因生長方式不同, 致使兩種電池片的內部晶格結構、弱光響應、轉換效率等不同。大型投標項目中, 會對電池片的基本屬性予以要求, 例如:多晶電池片填充因子≥75%, 單晶≥78%, 單片電池片加載14.5V反向電壓時, 多晶電池片反向電流≤1.5A, 單晶≤1.2A等。目前單晶電池板的主流功率為285W, 多晶為275W。

玻璃

根據電池板使用環境的不同, 主要分為低鐵非鍍膜鋼化玻璃和鍍膜鋼化玻璃 (先鍍膜后鋼化的閉環式減反膜) , 減反膜可以有效地增加電池板對光的吸收, 但安裝在沙漠等沙塵顆粒較多的環境中, 建議采用非鍍膜玻璃, 以減少膜層損耗。目前主流的蓋板玻璃, 厚度3.2mm/4.0mm, 透光率>93.5%, 整體彎曲度≤2mm/m, 局部彎曲度 (波形度) ≤0.3mm/300mm。

EVA

EVA在整個太陽能電池板中主要起膠黏劑的作用, 分為高透型EVA (玻璃面) 、高截止型EVA (背板面) , EVA的交聯度一般需控制在80%~90% (二甲苯萃取法) , EVA與玻璃間的剝離強度≥60N/cm, 與背板間的剝離強度≥40N/cm, 透光率>91%, 拉伸強度≥16Mpa, 斷裂伸長率≥500%, 縱向收縮率≤3%, 橫向收縮率≤2%, 吸水率<0.1%等。

背板

背板材料作為與環境的接觸層, 其黃變指數、開裂情況、擊穿電壓、水汽阻隔能力等都將影響電池板的使用壽命。目前主流的背板類型包括TPT、KPE、TPE、KPK、FPE、尼龍等, 其中TPT和KPK是最常用的背板類型。T指的是杜邦公司的聚氟乙烯 (PVF) 材料, K指的是阿克瑪公司的偏聚氟乙烯 (PVDF) 材料, P是聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 薄膜, 起支撐骨架作用。

PVF材料具有結構穩定、耐候性好等特點, 被廣泛應用于室外環境中, 但PVF材料的含氟量相對較少, 且容易出現針孔, 水汽阻隔能力相對較弱, 故背板廠家往往通過增加PVF膜層厚度來保證產品質量, 進而造成TPT背板價格相對較高。PVDF材料的密度是PVF材料的1.3~1.4倍, 分子結構上多一個F, 耐候性優于PVF, 但PVDF材料中添加了塑料成分, 長期使用是否存在開裂風險, 有待進一步考究。

接線盒

目前晶硅太陽能電池板主要采用一體式全灌膠接線盒, 防水防塵等級≥IP67。接線盒內部一般會安裝3個旁路二極管, 二極管與組串之間是并聯關系, 電池板正常工作情況下, 二極管處于反向截止狀態, 但當電池板受到遮擋等情況, 此時電池片無法正常實現光電轉換, 還會因為電流的流過成為負載散熱, 此時旁路二極管由反向截止狀態變為正向導通狀態, 電流將會通過二極管流通, 從而減少組件損壞風險。

鋁框

晶硅太陽能電池板一般采用陽極氧化鋁鋁框, 氧化膜平均膜厚不低于15微米, 表面維氏硬度不低于8.0HW, 彎曲度≤0.3mm/300mm, 鋁邊框上帶有安裝孔、漏水孔、接地孔等, 以滿足項目現場結構設計需求。常規的陽極氧化鋁鋁框建議安裝在距離海岸線500米以外的區域, 而臨海區域建議使用鹽霧鋁框, 氧化膜平均膜厚不低于18微米, 以防止海水侵蝕鋁框, 降低電池板的使用壽命。

晶硅太陽能電池板產品認證

目前針對常規的晶硅太陽能電池板, 主要包括基礎性認證 (IEC61215、61730-1/-2, UL1703) , 鹽霧認證 (IEC61701) , 耐氨認證 (IEC62716) , PID (Potential Induced Degradation) 認證 (IEC62804) , 沙塵測試 (IEC60068) 等, 除了上述認證外, 部分國家地區還有自己的本土認證要求, 如日本市場的JET認證, 澳洲市場的CEC列名, 英國市場的MCS認證等。

結語

晶硅太陽能電池板已經成為傳統的火力、水利發電的潛在替代品, 為了進一步迎合市場需求, 各電池廠家需要從生產成本、質量把控等角度著手, 制造出價格低廉, 性能優良的發電設備。

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