光伏材料加工与应用技术29页PPT

石墨烯应用于太阳能电池透光电极材料 石墨烯主要应用于OPSC有机聚合物太阳能电池
(Organic polymer solar cell, OPSC)，OPSC是一种混合异质结电池, 光照射 OPSC中的电子给体材料产生激子, 即电子空穴对, 激子会在给体与受体 的交界面分离, 从而使电子和空穴分别传导到两个电极上形成电流。 石墨烯应用于OPSC的工作原理： ①光入射到给体材料上, 给体材料P3HT/P3OT受光激发产生电子空穴对, 即产生激子. ②电子空穴对迁移到给体材料与石墨烯受体材料的界面后, 电子转移到 石墨烯受体材料的LUMO能级, 空穴保留在给体材料的HOMO能级上, 从 而实现电子和空穴对分离. 电子在石墨烯受体材料中迁移, 最终传导到Al 负极上. ③电子空穴对分离后, 空穴通过导电聚合物聚PEDOT:PSS传输到正电极 ITO/FTO表面. 空穴和电子分别被负极和正极收集, 产生电势差, 实现光生 伏特效应.
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一、光伏电池的基本原理
光谱响应
太阳光谱中，不同波长的光不同的能量，所含的光子数目也不相同。 因此，光伏电池接受光照射所产生的光子的数目也就不相同。
光伏电池在入射光中每一种波长的光能作用下所收集到的光电流， 与相对于入射到电池表面的该波长的光子数之比，叫做光伏电池的 光谱响应。
能够产生光生伏特效应的太阳能辐射波长范围一般在0.4~1.2um,最大 灵敏度在0.8~0.95um之间。
OECO电池是倾斜蒸发金属接触硅电池
电池的表面由许多排列整齐的方形沟槽组成，浅发射极n+ 位于硅片的上表面，在其上有一极薄的氧化隧道层，Al电 极倾斜蒸镀于沟槽的侧面，然后利用PECVD蒸镀氮化硅作为 钝化层和减反射膜
OECO电池有以下特点：

• 手工焊接操作工艺 • 4.2.1 工艺要求 • (1)焊带焊接后须平直、光滑、牢固，用手沿45。左右方 向轻提焊带不脱落。 • (2)练习片表面清洁，焊接条要均匀地焊在主栅线内。 • (3)练习片焊接完整，无碎裂现象。 • (4)在焊接条上不能有焊锡堆积。 • (5)助焊剂每班更换一次，玻璃器皿及时清洗。 • (6)作业过程中必须戴好帽子、口罩、手指套，禁止用未戴 手指套的手接触练习片。 • (7)参数要求。烙铁温度350～380。C，工作台板温度为 45～50℃，烙铁头与桌面成30。～50。夹角。
• 3冷却递厦 • 冷却速度应根据电池片和焊带的材料、形状和大 小等具体因素确定。使用快速冷却有利于焊缝组 织细化，可提高其力学性能，但对于较脆的电池 片，应注意冷却速度不能过快，以防产生隐裂。 • 4焊接时间 • 焊接时间应根据焊件的大小及焊料与电池片相互 作用的剧烈程度决定。适当的焊接时间有利于焊 料与电池片之间的相互扩散，形成牢固的接触。 一般来说，大尺寸焊件的焊接时间长一些，焊料 与电池片作用剧烈的焊接时间要短一些。
• 注意事项 • 在操作焊台按键时用力要平衡，手炳插入 控温台接线孔时方向要对准，以免焊台短 路烧坏。长时间不进行焊接操作时，应关 闭焊台电源。如果烙铁头长时间处在高温 状态，会使烙铁头上的焊剂转化为氧化物， 从而致使烙铁头的导热功能大为减退。所 以，焊台)。
第四章 电池片的焊接工艺
• 焊接工艺简介 • 焊接条件 • 在光伏组件生产和加工过程中，焊接是一种主要的连接 方法，它利用加热或其他方法，使两种材料产生有效、牢 固、永久的物理连接。焊接方法通常分为熔焊、钎焊和接 触焊三大类。在焊件不熔化的状态下，将熔点较低的钎料 金属加热至熔化状态，并使之填充到焊件的间隙中，与被 焊金属相互扩散达到金属间结合的焊接方法称为钎焊。在 光伏组件加工中主要采用的是钎焊，它又分为硬焊和软焊， 两者的区别在于焊料的熔点不同，软焊的熔点不高于 450℃。采用锡焊料进行的焊接又被称为锡焊，它是软焊 的一种。锡焊方法简便，挚修焊点、拆换元件、重新焊接 都比较容易实施，使用简单的电铬铁即可完成任务。

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1、太阳能光伏利用
▪ 太阳能的主要利用形式
目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。光电技 术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池 将太阳光能直接转化为电能。 光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代 表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种技术。
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３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(1)建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住 宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装 置组成一个发电系统。
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３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(2)建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用 光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品， 既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。
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2、建筑的高能耗及环境污染
▪ 大量燃煤、环境污染严重
1995年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%，当年中国排放 了30 亿吨CO2占当年全球排量的13.6%,仅次于美国。（其中建筑 用能，对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25％。） 预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。
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３、太阳能光伏利用
▪ 数据采集及显示系统
在建筑智能化系统中，开发并完成了太阳能光 伏系统与建筑设备自动化监控系统的接口和 集成技术。
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３、太阳能光伏利用
实现了楼宇自动化系统对太阳能光伏发电系统的二次监控，配备了 一定的数据采集系统。 此外还包括摄像机对太阳能发电板的监视，进一步提高了太阳能光 伏发电系统与公共电网之间的安全性。

• 工艺要求 • (1)TPT无划痕、划伤，正反面要正确。 • (2)光伏组件内无头发、纤维等异物，无气泡、碎 片。 • (3)光伏组件内部电池片无明显位移，间隙均匀， 电池片间最小间距不得小于1mm。 • (4)光伏组件背面无明显凸起或者凹陷； • (5)光伏组件汇流条之间间距不得小于2mm； • (6)EVA的交联度不能低于75％，每批EVA测量二 次。
• 半自动层压操作工艺 • 层压工艺简介 • 光伏组件层压机集真空技术、气压传动技术、P1D(ProportionIntegration-Differentiation，比例一积分一微分)温度控制技术于一体， 适应于单品硅太阳能电池组件、多晶硅太阳能电池组件的层压生产， 其外形结构如图6—4所示。各种类型的层压机工作原理都基本相同， 在控制台触摸屏上可以设置层压温度、抽真空、层压和充气时间，控 制方式有自动与手动两种。在对用EVA封装的太阳能电池进行层压时， 一般设置温度为120～150。C，这个温度下EVA处于熔融状态。层压 机有上室真空、上室充气、下窒真空、下室充气等控制按钮；打开层 压机的上盖，上盖内侧有一个橡胶气囊，上室的抽真空和充气就是通 过这个气囊实现的；上盖与下肛之间有密封圈，上盖板与下腔之间形 成一个密封室为下室。台面下面有两层耐高温的纤维布，纤维布下面 是加热板。层压过程中，电池片与EVA、TPT、玻璃层叠后放入两层 胶布之间，纤维布有减缓EVA升温的作用，减少气泡的产生，同时可 以防止熔融后的EVA泄露至加热板。
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注意事项 (I)层压机由专人操作，其他实训人员不得随意操作。 (2)修边时注意安全。 (3)玻璃纤维布上无残留EVA、杂质等。 (4)钢化玻璃四角易碎，抬放时须小心保护。 (5)摆放光伏组件时，应平拿平放，手指不得按压电池片。 (6)放人光伏组件后，迅速层压，开盖后迅速取出。 (7)检查冷却水位、行程开关和真空泵是否正常。 (8)区别运行状态和控制状态，防止误操作。 (9)出现异常情况按“急停”按钮后退出，排除故障后，首先恢复下室 真空。 • (10)下室充气速度设定后，不可随意改动，经设备主管同意后方可改 动，并相应调整下室充气时间，层压参数不得随意改动。

光伏产业链介绍
➢ 组件封装-示意图
TPT
玻璃
太阳电池
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
EVA
电极接线柱
互连条
光伏产业链介绍
➢ 组件封装-示意图
玻璃清洗
太阳电池的焊接
太阳电池串的排列
层叠
层压
入库
包装
检验
装边框、接线盒
光伏产业链介绍
➢ 组件封装-焊接
焊接
将单个电池片组成电池串的过程 焊接保证电池的电性能的稳定 焊接过程是重要的一个工艺过程
光伏产业链介绍
➢电池电性能参数
❖ 短路电流 Isc ：负载的电阻为零时，太阳电池的输出电流； ❖ 开路电压 Voc ：负载的电阻无穷大时，太阳电池的输出电压； ❖ 最大功率点 Pm ：太阳电池的最大输出功率； ❖ 最大功率点电流 Im ：输出功率最大时，太阳电池的输出电流； ❖ 最大功率点电压 Vm ：输出功率最大时，太阳电池的输出电压；
❖ 并联电阻 Rsh ：为旁漏电阻，它是由硅片的边缘不清洁或硅片表面 缺陷引起。
光伏产业链介绍
➢ 各种太阳能电池比较
具体分类
转换效率%
单晶硅
17-20
多晶硅
15-18
多晶硅薄膜 10-12
非晶硅薄膜 6-10
优点
缺点
产业化 阶段
技术工艺最为成熟，市场主导产品， 转换效率高，性能稳定
多晶硅成本比单晶硅低
该过程用于提高组件的机械性能和用于保证组件的电性能输 出
光伏产业链介绍
➢ 组件测试-EL
隐裂
明暗不均
光伏产业链介绍
➢ 组件测试-电性能测试
太阳能电池组件把接收的光能转换成电能，其输出电流-电压的特性如下图。这 个曲线也称I-V曲线。

• 4.裁剪 • ⑴ 将EVA展开测量其长度和宽度，通常长度和宽度要比实际钢化玻璃 对应尺寸长10～15mm;应比拼接的电池片组长30～50 mm. • (2)辅助裁剪人员将待裁剪EvA展平，再用适当长度的三角铝合金直条 压住待裁剪的材料．使长宽基本保持垂直。 • (3)裁剪人员同时也在另一边把待裁剪的EVA展平，用铝合金直条压住， 然后拿美工刀紧贴铝合金材料直条边切割，并在规定的目标位开槽。 • (4)剪裁完毕后，放人周转车内，如图3—3所示为周转车示意图， • 5入库和自检 • (1)EvA长度和宽度较规定尺寸误差不超过3mm，相邻两边垂直夹 角误差不超过2 5。。 • (2)EvA不得有明显的折痕，其边缘整齐。 • (3)裁剪好的材料须按类别和尺寸分别放置。 • (4)打扫清洁工作场地以及工作台，并始终保持清洁。
尺寸稳定性 结论
纵向≥140N／mm，横向≥140N／mm 纵向≥4N／cm，横向≥4N／cm 纵向≥20N／cm，横向≥20N／cm
纵向≤2%，横向≤1.25% 对以上7个项目进行样品抽检，当有一项或一项以上不符合检验要求时，对该批次产品 进行再次样品抽检，如果仍有外观、剥落强度参数中的一项不符合质量要求的， 则判定该批次为不合格产品
• 注意事项 • (1)美工刀非常锋利，应谨慎使用，以免 划伤自己和他人，防止手指受伤。 • (2)在裁剪过程巾如果遇到材料有大面积 质量问题应停止操作，并向实训指导老师 报告。 • (3)工作场地不得有油渍和水渍。
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TPT复合薄膜裁剪与备料工艺
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3.2.1 TPT简介 TPT(Thermoplastic ElasL0mer Polyvinyl Chloride Thin Film， 热塑聚氯乙烯弹性薄膜)，又称为聚氟乙烯复合膜，主要的生产企 业为杜邦公司。它具有耐高压以及较好的绝缘性能，耐候性佳(抗 紫外线老化可达25年)，可提高光伏组件吸收光的效率，具有防震 功能并可以有效保护电池片的断裂。TPT采用三层结构：外层保护 层PVF(Polyvinyl Fluoride Film，聚氟乙烯膜)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经表 面处理后和EVA可产生良好的黏结。封装时必须保持清洁，不得沾 污或受潮，特别是内层不得用手指直接接触，以免影响与EVA的黏 结强度。常用的规格为0.2～0.3mm (厚度)×1000mm(宽度)×lOOm(长度)。

• p-n结型光伏电池出现！
1954年，一次开启房间灯光时， 偶然发现单晶硅pn结会产生光生 电压。 优点： Si的导电性要比Se好， 转换效率是Se的4倍。
年能源消费 [EJ/a]
2100
Other renewables 其它再生能源
Solarthermal
(only thermal) 热能
Solar electricity (PV and solarthermal power stations)
太阳能发电（光伏和太阳能热电厂）
Wind 风
Biomass 生物
“太阳驱动”２号的机身和机翼 均采用极轻的碳纤维材料，机翼 上装有约１．７万块超薄高效的 太阳能电池板，可为机载电动机 供电。在白天飞行时，该飞机还 能将多余的太阳能电力储备到高 性能蓄电池中供夜间飞行，实现 不用一滴燃油昼夜飞行。
光伏建筑一体化（BIPV）
薄膜太阳能电池板屋顶
英国曼彻斯特CIS大楼，外覆价值550万英镑 太阳能PV板 2005/11月开始供电
波粒二相性（波动性，粒子性） 光电应用二相性
传递信息
振幅、频率、 偏振、相位
信息技术(IT)产业
传递能量
光子→电子
光电产业
3. 光伏电池发展简史
• 1839年，法国贝克勒尔（Becquerel）首次 发现电解液中光伏效应（photovoltaic effect）
（1820—1891）
实验现象： 光照下，电解液中镀银的白金电级之间 产生光生电压
淘汰落后产能、优化能源结构
南、北极冰川融化
全球气候变暖
2050年上海沉没？
海平线上升10米后的中国版图
1.3. 太阳能是未来主力能源之一

光伏技术在储能、 智能电网等领域的 应用前景广阔，有 望成为未来能源系 统的重要支撑。
光伏技术的发展受 到政策、市场、技 术等多方面因素的 影响，需要持续关 注并积极应对。
光伏技术未来发展趋势
技术进步：提高转换效率，降低成本 应用领域扩大：从传统能源领域向新兴领域拓展 政策支持：政府加大对光伏产业的扶持力度 市场竞争：企业竞争加剧，推动技术进步和市场发展
07
未来光伏技术的发展方向与展望
提高光电转换效率
提高光电转换效率可以通过 改进光伏电池材料、结构等 方式实现
提高光电转换效率是未来光 伏技术的发展方向之一
提高光电转换效率可以降低 光伏发电成本，提高光伏发
电的经济性
提高光电转换效率可以促进 光伏发电的普及和应用，推
动可再生能源的发展
降低成本
提高光伏电池效率：通 过技术创新提高光伏电 池的光电转换效率，降 低单位发电成本。
光伏技术在其他领域中的应用案例
建筑领域：光伏 建筑一体化，将 光伏技术与建筑 设计相结合，实 现绿色建筑
交通领域：光伏 交通设施，如光 伏路灯、光伏交 通信号灯等，实 现绿色出行
农业领域：光伏 农业大棚，利用 光伏发电为农业 提供能源，实现 绿色农业
环保领域：光伏 环保设施，如光 伏垃圾处理厂、 光伏污水处理厂 等，实现绿色环 保
感谢观看
汇报人：PPT
等 类 型
晶体硅光伏技术：包括单晶 硅和多晶硅两种类型
有机光伏技术：包括聚合物 光伏和染料敏化光伏两种类
型
钙钛矿光伏技术：新型光伏 技术，具有高效率、低成本
等优点
光伏技术应用领域
太阳能发电：利用光伏技术将太阳能转化为电能 太阳能热水器：利用光伏技术将太阳能转化为热能 太阳能路灯：利用光伏技术为路灯提供电力 太阳能汽车：利用光伏技术为汽车提供动力 太阳能建筑：利用光伏技术为建筑提供电力和热能 太阳能农业：利用光伏技术为农业提供电力和热能

光伏材料加 工与应用技术
光伏建筑一体 化技术及应用
光热技术 及应用
太
阳
能
共创光
专
伏订单班
业
群
双导师培养
教师实践能力的提高
建立适合企业 发展的专业课程人才培养模式
校企双 主体
学校
光伏 企业
能力四阶段
基本能力培 养阶段
岗位能力 培养阶段
拓展能力 培养阶段
综合能力 培养阶段
工 高、技师
薄膜组件 制备
共创光伏
薄膜组件 制造工
初、中、 初级 高、技
师
高级
二、专业建设现状分析
硅片加工、光伏组件和光伏电池领域人才缺乏 高职专业学生不能完全适应企业的用人需求 专任教师实践教学水平缺乏 实践教学设备缺乏 专业发展缺乏与企业对接的长效机制
光伏 企业
四十八所
晶科能源
共创光伏
兴业 太阳能
解决
突
发
实
两周技术总结
点评、指导技术
事
习
定
小结
故
互
定期座谈会
定
期
沟通、交流实习
处
动 系 统
期
汇
中期实习总结
报
工作成绩作证材 料
巡 回 检
查
心得
理
中期实习总结反
办
馈
法
实习状况调查分 析
校内外指导老师
定岗实习过程管理
学生座谈会
学生
校外指导教师意见 （合作企业的技术
骨干）
成绩
表彰 大会
校外指导教师意见
顶
毕业设计监管项目
科研课题组
成 立 课 题 组
制定 课题 研究 方案

太阳能光伏项目风险与对策
市场风险
01
分析太阳能光伏项目面临的市场风险，如需求不足、竞争激烈
等，提出相应的市场开拓和营销策略。
技术风险
02
评估太阳能光伏项目的技术风险，如设备故障、技术更新等，
提出相应的技术保障和更新计划。
政策风险
03
分析国家政策对太阳能光伏项目的影响，如补贴政策调整、税
收政策变化等，及时调整项目运营策略。
07 结论与建议
结论总结
01
太阳能光伏技术具有巨大的发展潜力，是实现可持续能源发 展的重要途径。
02
当前太阳能光伏技术已经取得了显著的进步，但仍然存在一 些挑战和限制。
03
政策支持和市场机制是推动太阳能光伏技术发展的关键因素 。
对策建议
政府应加大对太阳能光伏技术 研发和产业化的支持力度，提 高技术水平和降低成本。
最大功率跟踪技术
最大功率跟踪技术是实现太阳能光伏发电系统高效运行的 关键技术，其能够实时跟踪太阳光的最大功率点，使系统 始终运行在最优状态。
有功与无功控制技术
有功与无功控制技术是保证太阳能光伏并网系统稳定运行 的重要手段，其能够实现有功和无功的解耦控制，提高系 统的稳定性。
06 太阳能光伏项目投资与运 营
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
太阳能光伏项目运营模式与收益
01
02
03
运营模式
根据项目实际情况，选择 合适的太阳能光伏项目运 营模式，如自主运营、合 作运营、委托运营等。
收益来源
分析太阳能光伏项目的收 益来源，包括发电销售收 入、国家补贴收入、节约 能源成本等。
收益预测
预测太阳能光伏项目的收 益情况，根据市场变化和 国家政策调整等因素，及 时调整运营策略。