太阳能光伏组件原材料及部件的性能,作用,特点,检验

太阳能光伏组件原材料及部件的性能，作用，特点，检验太阳能电池组件的主要材料是太阳能电池片，还有面板玻璃， EVA胶膜， TPT背板膜，铝合金边框，涂锡焊带及助焊剂，有机硅胶，接线盒。1.太阳能电池片太阳能电池片是由单晶硅或者多晶硅或者非晶硅制作而成的，它的表面有一层蓝色的减反射膜，还有银白色的电极栅线，如图所示 。单晶硅太阳能电池片晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类， 用 P型 （或 n 型） 硅衬底， 通过磷 （或硼） 扩散形成 Pn 结成制作， 生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。 采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术，提高材料中的载流子收集效率， 优化抗反肘膜、 凹凸表面、高反射背电极等方式， 光电转换效率有较大提高。 单晶硅光电池面积有限， 目前比较大的为 ∮ 10 至 20cm 的圆片，年产能力 46MW/a 。非晶硅太阳能电池片（非晶硅）光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成。由于外解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约 1μ m厚的薄膜，易于大面积化（ 05rn l.0m） ，成本较低，多采用 p in 结构。为提高效率和改善稳定性， 有时还制成三层 P in 等多层叠层式结构， 或是插入一些过渡层。其商品化产量连续增长，年产能力 45MW／ a， 10MW 生产线已投入生产，全球市场用量每月在 1 千万片左右，居薄膜电池首位。发展集成型 a－ Si光电池组件，激光切割的使用有效面积达 90％以上，小面积转换效率提高到 14.6％，大面积大量生产的为 8－ 10％， 叠层结构的最高效率为 21％。 研发动向是改善薄膜特性， 精确设计光电池结构和控制各层厚度， 改善各层之间界面状态， 以求得高效率和高稳定性。多晶硅太阳能电池片（多晶硅，包括微品）光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响， 是国际上正掀起的前沿性研究热点。 在单晶硅衬底上用液相外延制备的 p－ Si 光电池转换效率为 15.3％，经减薄衬底，加强陷光等加工，可提高到 23.7， 用 CVD法制备的转换效率约为 12.6 l7.3。 采用廉价衬底的 p si 薄膜生长方法有 PECVD和热丝法，或对 a si H 材料膜进行后退火，达到低温固相晶化，可分别制出效率 9.8和 9.2的无退化电池。微晶硅薄膜生长与a si 工艺相容，光电性能和稳定性很高，研究受到很大重视，但效率仅为 7.7％大面积低温 p si 膜与 si 组成叠层电池结构， 是提高比 a S光电池稳定性和转换效率的重要途径，可更充分利用太阳光谱，理论计算表明其效率可在 28％以上，将使硅基薄膜光电池性能产生突破性进展。铜烟硒光电池 CIS（铜锁硒）薄膜光电池己成为国际先伏界研究开发的热门课题，它具有转换效率高（已达到17.7％） ，性能稳定，制造成本低的特点。 CIS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上分别沉积多层膜而构成的， 厚度可做到 2－ 3μ rn， 吸收层 CIS膜对电池性能起着决定性作用。现已开发出反应共蒸法和硒化法（溅射、蒸发、电沉积等）两大类多种制备方法， 其它外层通常采用真空蒸发或溅射成膜。 阻碍其发展的原风是工艺重复性差， 高效电池成品率低， 材料组分较复杂， 缺乏控制薄膜生长的分析仪器。检验 1 包装检验目测检验包装完好，生产厂商名称、电池片名称、型号、功率范围、转换效率、生产日期和批号等符合要求。2外观检验①眼睛与电池片表面成 35o 角，在日常光照情况下观察电池片表面颜色，应呈“褐”或“紫”或“蓝”三色，目视颜色均匀，无明显色差、水痕、手印。②正面电极图形清晰、 完整、 无断线。 背面电极完整， 无明显凸起的 “银铝浆珠” 。③电池片受光面不规则缺损处面积小于 1mm2，数量不超过 2 个。④电池片边缘缺角面积不超过 1mm2，数量不超过 2 个。⑤电池片上不允许出现肉眼可见的裂纹。3外形尺寸检验 用游标卡尺测量， 结果与厂家提供的尺寸的差异应在 0.5mm范围内。4电性能检验用单片测试仪测试，结果应在厂家提供单片功率的 3％范围以内。5可焊性检验用 320～ 350℃的温度正常焊接，焊接后主栅线留有均匀的焊锡层为合格 要保证检验用的涂锡带和助焊剂可焊性良好 。6栅线印刷质量检验用橡皮在同一位置反复来回擦 20 次，不脱落为合格。7主栅线抗拉力强度检验将涂锡带焊接成△状，然后用拉力计测试，结果大于 2.5n 为合格。8切割后电性能均匀度检验用激光划片机将电池片划成若干等份，测试每片的电性，能保持误差在 0.15w 以内为合格。2. 面板玻璃光伏电池组件采用的面板玻璃是低铁含量，超白光面或绒面的钢化玻璃，光面玻璃也叫浮法玻璃，绒面玻璃也叫压延玻璃。这种玻璃的含铁量币普通玻璃要低，含铁量（低于 150x10-6）超白是说由于这种玻璃币普通玻璃含铁量低，从玻璃边缘看，这种玻璃要比普通玻璃更白一点，普通玻璃从边缘看是偏绿色的。性能常用面板玻璃的厚度一般为 3.2mm 和 4mm，建材型太阳能光伏组件的厚度为 510mm，无论厚薄都要求透光率早 90以上，光谱响应的波长范围为3201100mm，对大于 1200mm 的红外光有较高的反射率。特点低铁，超白，绒面，钢化作用 低铁是为了增加光的透射率， 绒面是为了减少阳光的直射， 钢化是为了增加玻璃的强度，抗御风沙冰雹的冲击，起到长期保护太阳能电池的作用。检验面板钢化玻璃的检验项目、规则及工具设备1检验项目包装，外观，规格尺寸及厚度，钢化强度。2检验规则来料按百分之一抽检，外观在生产过程中跟踪全检。检验项目有一项不符合检验要求则重检。如重检后仍有不符合检验方法中 2、 3、 4项检验内容要求的，则判定该批钢化玻璃为不合格产品。3检验工具卷尺，卡尺， 1040g 钢球。3． EVA胶膜EVA胶膜是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物， 是一种热固性的膜状热熔胶， 在常温下无粘性，经过热压，变得完全透明。1、高透明度，高粘着力可以适用于各种界面，包括玻璃、金属及塑料如 PET。2、良好的耐久性可以抵抗高温、潮气、紫外线等等。3、 易储存。 室温存放， EVA的粘着力不受湿度和吸水性胶片的影响。4、相比 PVB有更强的隔音效果，尤其是高频率的音效。5、低熔点，易流动，能适用于各种玻璃的夹胶工艺，如压花玻璃、钢化玻璃、弯曲玻璃等等。性能用 EVA胶片做夹层玻璃， 完全符合夹层玻璃的国家标准 GB9962-99 ， 下面以 0.38mm 厚透明胶片为例，各项性能指标如下项目 指标 项目 指标抗拉强度 （ MPa） ≥ 17 可见光透射率 （ ） ≥ 87 断裂伸长率 （ ） ≥ 650 雾率（ ） 0.6 粘接强度（ kg/cm） ≥ 2 耐辐照性 合格 吸水率（ ） ≤ 0.15 耐热性 合格 耐湿性 合格 抗冲击性 合格 霰弹袋冲击性能 合格 紫外线截止率 98.5 将制作好的玻璃置于真空袋中抽真空，真空度≥ 700mmHg（ 0.092Mpa） ，温度为 100-110℃ （玻璃表面实际温度） ， 保温 10 分钟， 冷却至 60℃以下， 卸真空。因为 EVA的物料特性原因，在 EVA加工成型的时有非常高的要求。根据其在太阳能电池使用年限及抗老化等苛刻要求， 国内的许多厂家经过不断的反复试验， 最终在配方方面取得了重大的进步。 现在的国产 EVA胶膜已经达到国际先进水平。检验1包装检验目视检验包装良好，确认生产厂家、规格型号以及保质期， eva 胶膜的保质期一般为 6 个月。2外观检验 目视外观， 检验 eva 表面无黑点、 污点， 无褶皱、 折痕， 无污迹、空洞等现象。3尺寸检验根据供方提供的几何尺寸测量宽度误差为 2mm，厚度误差为0.02mm。4厚度均匀性检验取相同尺寸的 10 张胶膜分别称重，然后对比每张胶膜的质量，质量最大值与最小值之间不得超过 1.5％。5剥离强度检验 按厂家提供的层压参数层压固化冷却后， 测试 eva 与玻璃、 eva与背板的剥离强度。① eva 与 tpt 的剥离强度用壁纸刀在背板中间划开宽度为 1cm，然后用拉力计拉开 tpt 与 eva，拉力大于 35n 为合格。② eva 与玻璃的剥离强度方法同上，用拉力计一端夹住 eva，另一端固定住玻璃，拉力大于 20n 为合格。6交联度检验取样品胶膜一块，将 tpt、胶膜、胶膜、玻璃叠合后，按正常层压固化工艺固化交联， 并按照 gb／ t2789 中的方法检验， 检验结果在 70％～ 85％之间为合格4． TPT背板膜TPT 类复合膜主要分为含氟背膜与不含氟背膜两大类。性能特点 1.能很好地与空气隔绝2.极好的抗氧化、抗潮湿性和抗UV 紫外线能力 3.耐气候、耐老化、耐撕裂性 4.具有良好的绝缘性、 尺寸稳定性 5.能够与 EVA 胶完美的结合作用 用于太阳电池组件封装的TPT 至少应该有三层结构外层保护层 PVF 具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层 PVF 需经表面处理和 EVA 具有良好的粘接性能。 封装用 tedlar 必须保持清洁， 不得沾污或受潮， 特别是内层不得用手指直接接触，以免影响 EVA 的粘接强度。检验 1 包装检验目视检验包装良好，确认生产厂家、规格型号以及保质期， tpt背板膜的保质期一般为 1 年。2 外观检验目视外观，检验背板表面无黑点、污点，无褶皱、折痕，无污迹、空洞等现象。3 尺寸检验根据供方提供的几何尺寸测量宽度误差为 2mm，厚度误差为0.02mm。4 与 eva 的粘接强度检验检验方法同 eva 胶膜检验方法中剥离强度检验方法相同。5 背板层次的粘接强度检验用刀片划开背板夹层，夹紧一边，另一边用拉力计测试结果大于 20n 为合格。5．铝合金边框太阳能光伏组件的边框材料主要采用铝合金，也有用不锈钢和增强塑料的。电池组件安装边框主要作用 一是为了保护层压后的光伏组件玻璃边缘； 二是结合硅胶打边加强了光伏组件的密封性能； 三是大大提高了光伏组件整体的机械强度；四是方便了光伏组件的运输，安装。太阳能光伏组件边框的铝合金材料表面通常都要进行表面氧化处理， 氧化处理分为阳极氧化，喷砂氧化和电泳氧化。改变了铝合金型材的表面状态和性能，如改变表面着色， 提高耐腐蚀性， 增强耐磨性及硬度， 保护金属表面， 增强了率和经型材的润滑性，耐热性和表面美观性。检验 铝合金边框的检验项目、规则和工具1检验项目包装，规格尺寸，外观，型材弯曲度，型材与角码的匹配性，材质，表面硬度，氧化膜厚度。2检验规则来料抽检，外观在生产过程中跟踪全检。以上检验项目有一项不符合检验要求，对该批次产品重检，如果重检后仍有不符合检验方法中 2、 3、5项检验内容要求的，则判定该批次产品为不合格。3检验工具卷尺，游标卡尺，平台。铝合金边框的检验方法1包装检验目视检验包装良好，确认生产厂家、规格型号。2规格尺寸检验根据供方提供的几何尺寸测量宽度允许偏差 1mm，长度允许偏差 1mm，壁厚允许偏差≤ 0.5mm。3外观检验目视检验表面应无氧化斑，整根上 0～ 0.5cm 的划痕数量不得超过2 个， 0.5～ lcm 的划痕数量不超过 1 个，不允许出现大于 1cm 的划痕。4型材弯曲度检验将来料放置在平台上测量与台面最大距离应不超过边长的0.2％为合格。5型材与角码的匹配性检验取一套型材组装好，缝隙 12hm，氧化膜厚度 10μ m和材质质量的测试数据报告。6.涂锡焊带及助焊剂涂锡焊带也叫涂锡带，互连条，宽一些的涂锡带也叫汇流条或者汇流带。涂锡焊带是光伏组件生产中的专用焊接引线， 其中互连条是用于电池片与电池片之间连接的焊带， 汇流条是用于电池串与电池串之间汇总连接并引出正负极引线的焊带。 互连条与汇流条相比， 其宽度相对较窄， 厚度相对较薄， 语序通过的电流较小。作用 1 2、在焊接物表面形成一液态的保护的再氧化 3、降低焊锡的表面张力4、接。检验1包装检验目视检验包装良好，确认生产厂家、规格型号及保质期限，涂锡焊带的保质期限为 6 个月。2外观检验目视检验涂锡带表面是否存在黑点，锡层不均匀，扭曲等不良现象。3规格尺寸检验根据供货方提供的几何尺寸检查，宽度误差为 0.12mm 内，厚度误差为 0.02mm 内视为合格。4可焊性检验同太阳能电池片检验方法中可焊性检验方法相同。5折断率检验取该批次来料规格长度相同的涂锡带 10 根，向一个方向弯折180o ，折断次数不得低于 7 次。6蛇形弯度检验将涂锡带拉出 1m 的长度，侧边紧贴直尺，测量侧边与直尺最大间隙要 1.5mm 7.有机硅胶有机硅胶的全称是有机硅橡胶密封胶，简称硅胶。有机硅胶是一种具有特殊结构的密封胶材料， 具有较好的耐老化， 耐高低温， 耐紫外线性能， 以及较好的抗氧化，抗冲击，防污防水，高绝缘性能。由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、 医疗等行业， 其中有机硅主要应用于密封、 粘合、 润滑、 涂层、 表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长， 应用领域不断拓宽， 形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系， 许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。检验 有机硅胶的检验项目、规则和工具1检验项目包装，外观，表干时间，延伸率，与背板的黏结试验。2检验规则来料抽检，生产过程跟踪检验。以上检验项目全检，有一项不符合检验要求则重检。如果经过重检仍有不符合检验方法中 2、 3、 4、 5项检验内容要求的，则判定该批次产品为不合格产品。3检验工具胶枪，秒表，直尺，拉力计。4检验材料各种背板材料。有机硅胶的检验方法1包装检验目视检验包装良好，确认生产厂家、规格型号及保质期限。2外观检验在明亮环境下，将产品挤成细条状进行目测，产品应为细腻、均匀膏状物或黏稠液体，无结块、凝胶、气泡。颜色一般为白色或乳白色，无刺激性气味。3表干时间检验将有机硅胶用胶枪挤在实验板上成细条状，立即开始计时，直至用手指轻触胶条出现不粘手指时，记录从挤出到不粘手所用的时间为 10～30min。4延伸率检验 在实验板上均匀打出一条硅胶， 待其完全固化后 记录固化时间，硅胶条粗细， 原始长度， 拉伸后的长度 进行拉伸， 测试结果， 拉伸值要≥ 300％。5粘接强度检验在不同的背板上各打出 3 条硅胶，固化后观察黏结情况 用拉力计检测 ，拉力应大于 10n。8.接线盒太阳能光伏组件专用接线盒是光伏组件内部输出线路和外部线路连接的部件。 从电池板内引出的正负极汇流条， 进入接线盒内， 插接或用焊锡焊接到接线盒中的相应位置，外引线也通过插接，焊接和螺丝压接方法。