太阳能电池组件及光伏方阵PPT课件下载.ppt

Beijing Jiao Tong University 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术 徐徐 征征 北京交通大学理学院太阳能研究所北京交通大学理学院太阳能研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室发光与光信息技术教育部重点实验室 Beijing Jiao Tong University 第六章 太阳能光伏组件 §6.1 太阳电池组件概论 §6.2 太阳电池组件特性 §6.3 太阳电池组件封装工艺 §6.4 太阳电池组件认证 Beijing Jiao Tong University 太阳能电池组件是把多个单体的太阳能电池片根据需要串并联起来，并 通过专门材料和专门生产工艺进行封装后的产品。 为什么单体的太阳能电池不能直接用于光伏发电系统？ 1. 单体太阳能电池机械强度差，薄而容易碎。 2. 太阳能电池容易腐蚀，若直接暴露空气中，转换效率受潮湿、灰尘等 影响而下降，电极也会氧化。 3 单体太阳能电池输出电压、电流和功率很小。 §6.1 太阳电池组件概论 Beijing Jiao Tong University 太阳光照在半导体 p-n结上，形成新的空穴 -电子对，在 p-n结电场的 作用下，空穴由 n区流向 p区，电子由 p区流向 n区，接通电路后就形 成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光 — 热 — 电转换方 式，另一种是光 — 电直接转换方式。 （ 1） 光 — 热 — 电转换方式。 （ 2） 光 — 电直接转换方式该方式是利用光电效应（ 光生伏特效应 ）， 将太阳辐射能直接转换成电能，光 — 电转换的基本装置就是太阳能 电池。 一 、太阳电池组件工作原理 Beijing Jiao Tong University Ø太阳能电池的基本结构 Beijing Jiao Tong University —— 作用： 单个太阳能电池往往因为输出电压太低，输出电流不合适，晶体硅 太阳能电池本身又比较脆，不能独立抵御外界恶劣条件，因而在实际 使用中需要把单体太阳能电池进行串、并联，并加以封装，接出外连 电线，成为可以独立作为光伏电源使用的太阳能电池组件 (Solar Module或 PV Module，也称光伏组件 )。太阳能电池组件通过吸收阳光 ，将太阳的光能直接变成用户所需的电能输出。 —— 光伏组件输出功率：从零点几瓦到数百瓦不等 二、太阳电池组件作用 Beijing Jiao Tong University 三、太阳能电池组件的分类 1. 单晶硅太阳能电池组件 2. 多晶硅太阳能电池组件 3. 刚性衬底薄膜太阳能电池组件 4. 柔性薄膜太阳能电池组件 非晶硅薄膜 碲化镉薄膜 Beijing Jiao Tong University 太阳电池组件的分类依据有多种，主要分类依据有以下几种： 1. 按太阳电池的材料分类：晶体硅太阳电池组件和薄膜太阳电池组件。 2. 按封装类型分类：刚性太阳电池组件、柔性太阳电池组件和半刚性太 阳电池组件。 3.按透光度分类：透光性太阳电池组件和不透光太阳电池组件。 4 按与建筑物结合的方式分类：屋顶太阳电池组件、窗檐太阳电池组件 、玻璃幕墙太阳电池组件和建筑一体化材料。 三、太阳能电池组件的分类 Beijing Jiao Tong University 单结晶硅太阳电池 SINGLE CRYSTAL 多结晶硅太阳电池 POLY CRYSTAL 非 结 晶硅 太阳 电 池 AMO RPHO US Beijing Jiao Tong University Ø 由于大面积 (如面积 200×200mm2 ， Φ200mm ，厚度 δ=0.2 ～ 0.3mm)的硅片比较脆，而单体电池的输出电压又仅在 0.45～ 0.60V之间，因而需要首先将若干个单体电池进行串 (并 )联以获 得必要的输出电压、电流 (功率 )，然后再根据实际用途的需要 进行封装。 Ø 组件的封装结构、封装材料和封装工艺与组件的工作寿命 、可靠性和成本，有着密切的关系，但有时会被忽视 。 1. 晶体硅太阳能电池组件 晶体硅 太阳能电池 单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 Beijing Jiao Tong University 美国 AP公司的单晶 硅电池 36片串联，经层 压封装而成的。其峰值 功率 75W。，组件上盖 板材料为低铁钢化玻璃 ，周边采用铝合金边框 固定，这种组件的寿命 长 (约 25年 )，一般用于 各类光伏电站。 单晶硅太阳电池组件 Beijing Jiao Tong University 由于这种组件有美观、透 光的优点，在光伏建筑上应用 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 合是太阳能光电发展的一大趋 势。因此，预计双面玻璃组件 商业市场会进一步扩大。 双面玻璃太阳电池组件结构 与普通组件结构相比，双面玻璃组件利用玻璃代替 TPE( 或 TPT)作为组件背板材料。 2.双面玻璃太阳电池组件 Beijing Jiao Tong University 太阳能电池组件是太阳能照明设备和发电设备能够正常工作的 源头。 Beijing Jiao Tong University 太阳能电池组件，可广泛应用于生活中的各个方面 三种材料制可作各种规格的太阳能电池板可生产各种型号的 Beijing Jiao Tong University 太阳能电池组件是由单、多晶硅高效太阳能电池片、 EVH 胶膜、 TPT、钢化玻璃、边框、接线盒等组成。 Beijing Jiao Tong University 多晶太阳能组件 72片 60片 54片 Beijing Jiao Tong University 单晶太阳能组件 96片 54片 60片 72片 Beijing Jiao Tong University 黑色太阳能组件 Beijing Jiao Tong University §6.2 太阳电池组件特性 组件单体电池连接方式 将单体电池连接起来的方式：串联、并联和混合连接。若每个单体 电池的性能一致，多个单体电池的串联连接可在不改变输出电流的情 况下，使得输出电压成比例增加；多个单体电池的串联连接可在不改 变输出电压的情况下，使得输出电流成比例增加；而混合连接方式既 可增加组件的输出电压，又可增加组件的输出电流。 Beijing Jiao Tong University 太阳电池组件的基本特性： (已介绍过） 1.组件的伏安特性曲线 2.辐照度和温度对组件性能的影响。 §6.2 太阳电池组件特性 Beijing Jiao Tong University Beijing Jiao Tong University §6.3 太阳电池组件封装工艺 太阳电池组件制造主要是将太阳电池进行单片互连、封装。 以保护电极接触，反之互联线收到腐蚀，避免电池碎裂。 封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工 艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可 以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。 产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件 板的封装质量非常重要 Beijing Jiao Tong University 太阳能组件封装结构图 Beijing Jiao Tong University 一、组件高效和高寿命如何保证？ 1、 高转换效率、高质量的电池片 ； 下面是电池的结构示意图： （ 1）金属电极主栅线； （ 2）金属上电极细栅 （ 3）金属底电极； （ 4）减反射膜；（ 5）顶区层（扩散层）； （ 6）体区层（基区层）； Beijing Jiao Tong University 电池片 Beijing Jiao Tong University 2. 高质量的原材料 高的交联度的 EVA 高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶） 高透光率高强度的钢化玻璃等 合理的封装工艺 Beijing Jiao Tong University 3. 员工严谨的工作作风 由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题， 一些不起眼问题如应该戴手套而不戴、应该均匀的涂刷试剂 而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理 的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。 Beijing Jiao Tong University 流程图 Beijing Jiao Tong University 二、太阳电池组装工艺简介 1.电池分选： 由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相 同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起， 所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池 的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电 池的利用率，做出质量合格的电池组件。 Beijing Jiao Tong University 外观 档次 电池片 分选 由于电池片有档次之分 ，如果将档次相差太大 的电池片做入同一块组 件，会导致高档次的电 池片在组件工作过程中 不能彻底发挥其发电能 力，从而造成浪费。 组件电池外观完好颜色 均匀一致 ,颜色范围从黑 色开始 .经深蓝色、蓝色 到淡蓝色，允许相近颜 色，但不允许跳色，如 从黑色到蓝色 ！ 补片 原则 色差 碎片 …