EVA对电池组件封装功率损失影响的研究.pdf

2012 年 1 月（ 上 ）EVA 对电池组件封装功率损失影响的研究赵华利（ 英利绿色能源控股有限公司，河北保定 071000）[摘 要 ] 对于晶体硅太阳能电池组件而言，如何降低由于组件封装导致功率损失是整个行业的一个研究重点 。 本文研究如何使用不同紫外截止波长 EVA，从而降低电池组件封装功率损失 。[关键词 ] 输出功率；透光率；紫外截止； EVA随着光伏市场竞争的加剧，各组件制造商均将提高单位面积电池组件的输出功率作为重要的研究方向 。 减少太阳光穿过组件玻璃 、 EVA等产生能量损失，可以起到降低电池组件封装损失的作用 。 减少太阳光线能量的损失，有以下几种方法： 1） 提高玻璃 、 EVA 的透光率； 2） 合理优化电池片排布的间隙； 3） 提高背板对光线的反射率 。 本文主要研究如何选择 、 使用不同紫外截止波长 EVA，提高组件对紫外波段太阳光的利用 。1 EVA 的特性及对 EVA 的选择晶体硅太阳能电池片是光伏电池组件的主要光电转换部件 。 为了对在户外自然条件下使用的电池片 ,需要对其进行保护性封装 。 目前，太阳能电池一般采用 EVA （ 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 ） - 玻璃作封装材料 。 如图 1 所示 。晶体硅太阳电池封装成组件后，由于接触电阻 、 太阳光穿透玻璃 、EVA 产生的能量损失等原因，导致其实际功率一般小于电池片理论功率，称之为封装损失 （ powerloss） 。选用优质的 EVA 基料对提高胶膜透光率甚为重要，其胶膜经加热封装后，变得完全透明，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳电池组件功率输出有增益作用 。 普通的 EVA 中通常会添加紫外吸收剂，通常是芳族化合物，以减太阳光中的紫外线对电池片和背板的伤害 。 但也因此占太阳能量约 6%的紫外线 ,不能够被太阳能电池吸收，降低了电池组件的转化效率 。 而一种在 EVA 配方中引入铕 （ Eu） 元素 EVA 胶膜，可在保护 EVA 的同时增加紫外线的透光率，进而提高电池组件的转化效率 。 如图 2 所示，无截止 EVA 在 360nm以下紫外波段透光率明显高于紫外截止 EVA。图 １ 晶体硅太阳能电池 ＥＶＡ－ 玻璃封装形式图 ２ 不同 ＥＶＡ 对不同波长光线的透过率2 实验部分紫外线长期照射背板，可使背板黄变 、 龟裂，从而损害组件的使用寿命及输出功率 。 如何即利用太阳光中的此外线发电，又能阻挡此外线对背板的损害，是我们实验时需要考虑的因素 。 因此实验中我们选择有截止 EVA 靠近背板敷设，而靠近玻璃一侧一组样品组件选择无截止EVA 敷设 （ 无截止 + 有截止 ） ，而另一组样品组件选择有截止 EVA 敷设 （ 有截止 + 有截止 ） 。 实验验证这两种不同紫外截止 EVA 对组件功率的影响 。试验选用单晶 N 型电池 。 试验前用同一台设备集中对电池进行分选，选取效率一致电池用于试验 （ 电池片转换效率为 19.6%） 。 试验用到的其他材料选择相同厂家 、 规格及批次材料；在组件制作时，焊接 、敷设 、 层压等设备均选择相同机台及工艺 。 组件功率测试时，选择同一台测试仪同一时间段对两种组件样品测试 。 上述实验安排，排除设备 、工艺及材料差异导致组件功率变化 。 实验使用有截止 EVA 和无截止EVA 分别制作 10 块组件，用于功率测试数据分析 。3 实验结果及讨论根据收集的实验样品组件的功率测试数据，对无截止 EVA 和有截止 EVA 对组件功率影响分析如表 1 所示 （ 测试条件： AM1.5 、1000W/m 2、 25℃ ） ：表 １ 有截止 ＥＶＡ 电池组件与无截止 ＥＶＡ 电池组件测试功率数据通过实验数据可以看出：无截止 EVA 组件与有截止 EVA 组件相比，平均最大输出功率高 2.1084W 。 实验中无截止 EVA 组件功率损失为 2.92%、 有截止 EVA 组件功率损失为 3.67% 。 无截止 EVA 的使用，降低了组件 0.75%的封装损失 。 无截止 EVA 制作的组件有效利用了太阳光中紫外部分能量，从而达到了提高组件输出功率 、 降低组件封装损失的目的 。按上述方法制作的组件顺利通过了 TUV 老化实验，说明在组件封装时采用 “ 无截止 + 有截止 ” 方式使用 EVA，可以在保证组件使用质量情况下降低组件封装损失 。4 结论1） 通过实验数据可以看出，无紫外截止 EVA 可以提高电池组件对太阳光中紫外部分光线的利用率，进而降低组件的封装损失 、 提高组件的输出功率 。 2） 通过实验数据证明，采用 “ 无截止 + 有截止 ” 方式使用 EVA 制作的组件比传统 “ 有截止 + 有截止 ” 方式制作的组件，功率损失可以降低 0.75%左右 。 3） 由于选用的无截止 EVA 中添加特殊元素，因此紫外线对无截止 EVA 本身损伤显著降低 。 而实验中靠近背板一侧的 EVA 仍采用紫外截止 EVA，保证了组件背板不会因此而产生黄变等质量问题 。综上所述，无截止 EVA 可以显著降低组件的封装损失，而且实际生产 、 应用也是切实可行的 。［ 参考文献 ］［１］ 余谟鑫，戴子林，陈少纯，李桂英．太阳能电池封装技术．材料研究与应用，２０１０．［２］ 刘耀华，周志英，郑红亚，潘锐．太阳电池封装材料（ＥＶＡ）简介．中国建设动态（阳光能源），２００７．［３］ 张臻，沈辉，李光吉，李连春，蔡睿贤．太阳组件用 ＥＶＡ 胶膜在紫外光老化中的性能变化．太阳能学报物理教师，２００７．80