太阳能电池组件主要封装材料的特性(精)
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光伏组件封装材料综述光伏组件封装材料是太阳能光伏发电技术中的重要组成部分,它在保护太阳能电池片的同时,还具有提高组件效率、延长组件寿命等功能。
封装材料的选择与性能直接影响到光伏组件的发电效率和工作稳定性。
本文将综述光伏组件封装材料的种类和性能,并对未来的发展趋势进行展望。
光伏组件封装材料的种类主要包括有机封装材料、无机封装材料和复合封装材料。
有机封装材料是当前应用最广泛的一类材料,它具有良好的光透过性、导电性和导热性,适用于各种封装工艺。
无机封装材料具有较好的耐候性和抗紫外线老化性能,但由于其导热性和导电性较差,需要通过改进配方和工艺来提高性能。
复合封装材料是有机封装材料和无机封装材料的综合体,既具有有机材料的优良特性,又具有无机材料的耐候性和耐腐蚀性。
光伏组件封装材料的性能直接影响到组件的发电效率和寿命。
首先是光透过性,光伏组件需要能够吸收太阳光并转化为电能,因此封装材料应具有良好的光透过性,尽量减少能量转换过程中的能量损失。
其次是导电性,封装材料需要具有良好的导电性,以保证电能能够顺利传输到外部电路中。
第三是导热性,由于光伏发电过程中会产生热量,封装材料需要具有较好的导热性,以防止过热损伤电池片。
此外,封装材料还需要具有良好的机械强度、耐候性和耐腐蚀性,以保障组件在复杂的外界环境中能够长期稳定运行。
未来光伏组件封装材料的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先是提高光透过性和光吸收性能,封装材料应具有更好的透明性,提高光在材料中的传输效率。
其次是提高导电性和导热性,封装材料可以通过掺杂或添加导电和导热剂来改善性能。
第三是提高机械强度和耐候性,封装材料可以通过改进分子结构和添加增强剂来提高材料的机械性能和耐候性。
最后是实现材料的可降解性和可循环利用性,封装材料应具备可回收再利用或可降解的特性,以减少对环境的影响。
综上所述,光伏组件封装材料是太阳能光伏发电技术中的重要组成部分,它在保护太阳能电池片的同时,还具有提高组件效率、延长组件寿命等功能。
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1μm 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%。
太阳能光伏电池组件亦称太阳能电池组件、光伏组件,是由一系列的太阳能电池片按照不同的列阵组成。
单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
太阳能光伏电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件光伏玻璃:电池组件采用的面板玻璃是低铁超白绒面钢化玻璃。
一般厚度为3.2mm和4mm,建材型太阳能电池组件有时要用到5~10mm厚度的钢化玻璃,但无论厚薄都要求透光率在90%以上。
低铁超白就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低,从而增加了玻璃的透光率。
同时从玻璃边缘看,这种玻璃也比普通玻璃白,普通玻璃从边缘看是偏绿色的。
钢化处理是为了增加玻璃的强度,抵御风沙冰雹的冲击,起到长期保护太阳能电池的作用。
对面板玻璃进行钢化处理后,玻璃的强度可比普通玻璃提高3~4倍。
EVA胶膜:乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物,是一种热固性的膜状热熔胶,是目前太阳能电池组件封装中普遍使用的黏结材料。
太阳能电池组件中要加入两层EVA胶膜,两层EVA胶膜夹在面板玻璃、电池片和TPT背板膜之间,将玻璃、电池片和TPT黏合在一起。
它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率,起到增透的作用,并对太阳能电池组件功率输出有增益作用。
背板材料:太阳能电池组件的背板材料根据太阳能电池组件使用要求的不同,可以有多种选择。
一般有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、TPT复合胶膜等几种。
用钢化玻璃背板主要是制作双面透光建材型的太阳能电池组件,用于光伏幕墙、光伏屋顶等,价格较高,组件重量也大。
除此以外目前使用最广的就是TPT复合膜。
TPT复合膜具有不透气、强度好、耐候性好、使用寿命长、层压温度下不起任何变化、与黏结材料结合牢固等特点。
这些特点正适合封装太阳能电池组件,作为电池组件的背板材料有效地防止了各种介质尤其是水、氧、腐蚀性气体等对EVA和太阳能电池片的侵蚀与影响。
太阳能光伏组件工作原理及主要封装材料介绍太阳能光伏组件的工作原理如下:当太阳光照射到太阳能电池上时,光子与太阳能电池材料中的自由电子发生相互作用,将光能转化为电能。
太阳能电池一般采用的是半导体材料,例如硅(Si)。
硅材料具有带隙能,只有当光子能量大于带隙能时,才能产生光电流。
光子将电子从价带跃升到导带,形成正电荷空穴和负电荷电子。
正电荷空穴和负电荷电子的分离会产生光电流,经过电子导线引出就可以用于供电。
1.硅胶:硅胶是一种常用的太阳能光伏组件封装材料,具有优异的耐候性、耐热性和电气绝缘性能。
硅胶具有良好的自粘性,能够有效地密封和固定太阳能电池片,防止其受到外界环境的影响。
2.环氧树脂:环氧树脂是一种具有良好机械性能和耐化学性的太阳能光伏组件封装材料。
它具有优异的抗静电性能,可以防止静电的积聚对太阳能电池造成损害。
环氧树脂还可以提供良好的机械强度和电气绝缘性能,保护太阳能电池免受外部环境的破坏。
3.聚乙烯:聚乙烯是一种常用的太阳能光伏组件封装材料,具有良好的耐候性和耐化学性。
聚乙烯能够有效地进行防水和防尘,可以阻隔太阳能电池与外界环境的接触,提高太阳能光伏组件的使用寿命。
除了以上提及的封装材料,太阳能光伏组件还可以采用玻璃、胶膜、铝合金等材料进行封装。
玻璃在太阳能光伏组件中主要用作保护太阳能电池,并提供良好的透光性能。
胶膜可以提供电池片之间的间隔和绝缘,同时也能保护太阳能电池免受外界环境的影响。
铝合金支架可以为太阳能光伏组件提供良好的结构强度和稳定性,使其能够在不同的环境条件下安全地工作。
总之,太阳能光伏组件工作原理是基于光电效应,将太阳光转化为电能。
主要封装材料包括硅胶、环氧树脂、聚乙烯等,用于保护太阳能电池并提供良好的绝缘和防水性能。
除了这些材料外,还可以采用玻璃、胶膜、铝合金等进行封装,以提供更好的保护和支撑。
太阳能光伏组件封装材料特性——EV AEV A胶垫1.EV A的原理1)EV A的性能主要取决于分子量(用熔融指数MI表示)和醋酸乙烯脂(以V A表示)的含量。
当MI一定时,V A的弹性,柔软性,粘结性,相溶性和透明性提高,V A的含量降低,则接近聚乙烯的性能。
当V A含量一定时,MI降低则软化点下降,而加工性和表面光泽改善,但是强度降低,分子量增大,可提高耐冲击性和应力开裂性。
2)不同的温度对EV A的交联度有比较大的影响,EV A的交联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。
在熔融状态下,EV A与晶体硅太阳电池片,玻璃,产生粘合,TPT在这过程中既有物理也有化学的键合。
未经改性的EV A透明,柔软,有热熔粘合性,熔融温度低,熔融流动性好。
但是其耐热性较差,易延伸而低弹性,内聚强度低而抗蠕变性差,易产生热胀冷缩导致晶片碎裂,使得粘接脱层。
交联度一般在70%-85%,EV A与玻璃剥离强度35N,与TPT20N。
3)通过采取化学交联的方式对EV A进行改性,其方法就是在EV A中添加有机过氧化物交联剂,当EV A加热到一定温度时,交联剂分解产生自由基,引发EV A分子之间的结合,形成三维网状结构,导致EV A胶层交联固化,当交联度达到60%以上时能承受大气的变化,不再发生热胀冷缩。
2.EV A的作用1)封装电池片,防止外界环境对电池片的电性能造成影响。
2)增强组件的透光性。
3)将电池片,钢化玻璃,TPT粘接在一起,具有一定的粘接强度。
注:EV A虽然可以起到封装组件的作用,但EV A具有吸水性。
3.EV A的储存环境EV A胶膜应避光、避热、避潮运输,平整堆放。
EV A胶膜的最佳贮存条件:放在恒温、恒湿的仓库内,其温度在0-30℃之间,相对湿度小于60%。
避免阳光直照,不得靠近有加热设备或有灰尘等污染的地方,并应注意防火。
保质期为半年。
光伏 EVA 成分1. 引言光伏 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)是太阳能电池组件中的重要材料之一,它在太阳能电池的封装过程中起到关键作用。
本文将深入探讨光伏 EVA 的成分,包括其化学结构、物理性质以及对太阳能电池性能的影响。
2. 光伏 EVA 的化学结构光伏 EVA 是一种由乙烯(ethylene)、乙烯醋酸乙烯酯(vinyl acetate)和少量交联剂组成的共聚物。
乙烯醋酸乙烯酯是 EVA 中的主要成分,它使得 EVA 具有良好的柔韧性和耐候性。
光伏 EVA 的化学结构可以用以下化学式表示:在这个共聚物中,乙烯醋酸乙烯酯的含量通常在20%到40%之间,而乙烯的含量则在60%到80%之间。
交联剂的添加可以增强 EVA 的耐热性和抗老化性能。
3. 光伏 EVA 的物理性质3.1 透明性光伏 EVA 具有良好的透明性,这使得太阳能电池组件能够高效地吸收太阳光并转化为电能。
透明性是评估 EVA 质量的重要指标之一,高质量的 EVA 应具有较高的透明度。
3.2 柔韧性光伏 EVA 具有良好的柔韧性,这使得它能够与太阳能电池片和玻璃背板紧密结合,形成一个稳固的封装层。
柔韧性也有助于减少电池组件在运输和安装过程中的损坏。
3.3 熔点和热稳定性光伏 EVA 的熔点通常在70°C到90°C之间,这使得它在太阳能电池的封装过程中能够快速熔化并与其他材料结合。
此外,EVA 还具有良好的热稳定性,能够在高温环境下长时间保持稳定性能。
3.4 抗紫外线性能光伏 EVA 具有良好的抗紫外线性能,这可以延长太阳能电池组件的使用寿命。
紫外线会导致 EVA 的老化和劣化,因此高质量的 EVA 应具有较高的抗紫外线性能。
4. 光伏 EVA 对太阳能电池性能的影响4.1 光传输和反射光伏 EVA 具有良好的透明性,可以使太阳能充分穿透到电池组件中,提高光吸收效率。
同时,EVA 的表面也具有一定的反射性,可以减少光的损失,并增加太阳能电池的输出功率。
太阳能装备用光伏电池封装材料随着全球对可再生能源的需求不断增加,太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛关注和应用。
而在太阳能装备中,光伏电池作为太阳能转化为电能的核心部件,其封装材料起到了至关重要的作用。
光伏电池封装材料主要用于保护光伏电池芯片,提高光伏电池的性能和稳定性。
常见的光伏电池封装材料有有机胶、硅胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)等。
这些材料具有良好的光透明性、耐候性和耐高温性能,能够有效防止光伏电池芯片受到外界环境的侵蚀和破坏。
有机胶是一种常见的光伏电池封装材料,它具有良好的粘接性和耐候性能。
有机胶能够将光伏电池芯片与玻璃基板牢固地粘接在一起,形成一个稳定的结构。
同时,有机胶还能够有效防止光伏电池芯片受到外界湿气和灰尘的侵蚀,延长光伏电池的使用寿命。
硅胶是另一种常用的光伏电池封装材料,它具有良好的耐高温性能和耐候性能。
硅胶能够有效防止光伏电池芯片受到高温环境的损害,保持光伏电池的正常工作温度。
同时,硅胶还能够有效防止光伏电池芯片受到紫外线的照射,延长光伏电池的使用寿命。
EVA是光伏电池封装材料中的一种重要材料,它具有良好的光透明性和粘接性能。
EVA能够有效防止光伏电池芯片受到外界湿气和灰尘的侵蚀,提高光伏电池的绝缘性能。
同时,EVA还能够有效防止光伏电池芯片受到紫外线的照射,延长光伏电池的使用寿命。
除了以上提到的常见光伏电池封装材料,还有一些新型材料正在被研发和应用。
例如,柔性封装材料可以使光伏电池具备柔性和可弯曲性,适用于曲面、建筑物表面等特殊的应用场景。
纳米材料可以提高光伏电池的光吸收效率和电荷传输效率,提高光伏电池的发电效率。
光伏电池封装材料在太阳能装备中起到了至关重要的作用。
不同的封装材料具有不同的特性和应用范围,可以根据具体的需求选用合适的材料。
随着科技的不断进步和创新,相信光伏电池封装材料将会越来越多样化和高效化,为太阳能装备的发展提供更好的支持。
太阳能电池板成分太阳能电池板是一种利用太阳能转换为电能的装置,通常由多个组件组成。
其中最主要的成分是硅(Silicon)。
硅是一种非金属元素,是太阳能电池板的主要材料。
硅可以通过特殊的工艺制成硅晶体,这种硅晶体具有半导体的特性,可以在受到阳光照射时产生电能。
硅晶体一般分为单晶硅、多晶硅和非晶硅三种类型。
单晶硅是由纯度较高的硅材料经过特殊工艺生长而成的,具有较高的转换效率和稳定性,但生产成本较高。
多晶硅是由多种硅材料熔炼而成的,转换效率稍低于单晶硅,但成本相对较低。
非晶硅是一种非晶态的硅材料,适用于柔性太阳能电池板的制造,但转换效率较低。
除了硅之外,太阳能电池板的另一个重要成分是导电板。
导电板通常由铝、铜等金属材料制成,用于导出太阳能电池板中产生的电能。
导电板需要具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,以确保电能能够有效地传输到外部电路中。
太阳能电池板中还包含封装材料。
封装材料通常由聚合物材料制成,用于保护太阳能电池板不受外部环境的影响,同时具有防水、防尘和耐高温的特性。
封装材料可以有效延长太阳能电池板的使用寿命,提高其稳定性和耐用性。
除了以上主要成分外,太阳能电池板还包含其他辅助材料,如玻璃、背板、胶水等。
这些辅助材料在太阳能电池板的制造过程中起着重要的作用,如增强结构强度、提高光透过率、固定组件等。
总的来说,太阳能电池板的成分多样,每种成分都起着至关重要的作用。
通过合理的组合和设计,太阳能电池板可以高效地转换太阳能为电能,为人类生活和工业生产提供清洁、可再生的能源。
随着科技的不断进步,太阳能电池板的性能和效率也在不断提升,相信在未来的日子里,太阳能电池板将会发挥越来越重要的作用,推动能源领域的发展。
光伏封装胶膜介绍1.高透明性:光伏封装胶膜具有高透明性,能够有效传导太阳能,提高太阳能电池的光吸收效率。
同时,高透明性还有助于减少光伏电池组件的光反射损失。
2.耐候性:光伏封装胶膜采用具有优异耐候性的材料制成,可以抵御紫外线辐射、气候变化和化学腐蚀等外界环境的侵蚀,保证电池组件的使用寿命。
3.强度高:光伏封装胶膜具有较高的机械强度,能够有效保护太阳能电池组件不受外界的物理损害,例如碰撞、挠曲、折断等。
同时,光伏封装胶膜还能够降低电池在运输和安装过程中的风险。
4.热稳定性:光伏封装胶膜具有较好的热稳定性,能够在高温环境下保持较好的物理和化学性能,保护太阳能电池组件免受高温环境的影响。
5.可靠性:光伏封装胶膜的胶层粘接性好,能够牢固地粘结太阳能电池组件的各个层次,保证电池的稳固性和可靠性。
同时,光伏封装胶膜还具有较好的耐湿性和防潮性,能够有效防止水分、湿气等外界环境因素对电池组件的侵蚀。
6.环保性:光伏封装胶膜采用环保无毒材料制成,符合国家环保要求,对环境没有污染和危害。
光伏封装胶膜广泛应用于太阳能电池的封装领域,特别是各种硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池等高性能太阳能电池的封装。
其主要作用是保护电池组件、提高电池组件的光吸收效率和转换效率,同时还能够增加电池组件的使用寿命和稳定性。
在太阳能光伏系统中,光伏封装胶膜作为光伏电池组件的重要组成部分,起到保护电池的作用。
光伏电池组件往往需要长期暴露在室外环境中,承受阳光、风雨、风沙等多种自然环境因素的侵蚀。
通过应用光伏封装胶膜进行封装保护,可以有效地减少电池组件的损伤和老化,延长其使用寿命。
此外,光伏封装胶膜还可以提高电池组件的光吸收效率。
在太阳能电池中,光能的吸收是发电的基础,而一些光能会由于反射和透过等因素的存在而浪费掉。
光伏封装胶膜的高透明性能够提高光的穿透率,减少光在胶膜与空气之间的反射损失,提高电池组件的光吸收效率,从而增加发电量。
在目前的光伏封装胶膜市场中,主要有聚乙烯醇胶膜(EVA)、聚胺酯胶膜(PU)、聚丙烯蜡胶膜(APAO)等不同种类和规格的胶膜。
绪论太阳电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应,直接把太阳光谱中的可见光转变为电能。
可是硅晶片若直接暴露于大气中,其光电转换机能会衰减。
为此采用透明、耐光老化、粘接性好、能承受大气变化且具有弹性的EVA胶层将硅晶片组包封,并和上层保护材料玻璃、下层保护材料TPT(聚氟乙烯复合膜)粘合为一体,构成太阳电池板。
晶体硅太阳电池行业用的封装粘接材料为胶粘剂。
上世纪80年代前,国内外曾试过用液态硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂片(PVB),但因价格高、施工条件苛刻、物性不好而被淘汰。
80年代起国外开始研制EVA胶膜,它是一种热熔粘接胶膜,常温下无粘性而具抗粘连性,经一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化。
其在太阳电池封装与户外使用上均获得了相当满意的效果。
EVA是太阳能组件生产过程中最关键的封装材料之一,它把电池片上铺下盖封在中间,起到保护电池片的作用;EVA在融化之后具有很高的透光率,可以提高光线的入射率,提高组件的输出功率;另外在组件生产过程中,层压是关键环节,而层压机的参数设置基本上是围绕着EVA的特性设置的,因此EVA对于组件生产至关重要。
一、功能总的来说,EVA主要的作用是用于太阳能组件的封装材料,为组件提供结构支持,保护电池片,提供物理隔缘和电气隔绝以及热的传导等作用。
1.1、封装晶体硅太阳能电池不能长期暴漏在环境中,需要避免高温、紫外线等因素的侵袭,因此采用一种有粘性、透光率高、抗冲击力、吸收紫外线、隔热等性能的物质将电池片封装起来,EVA成为首选。
两层EVA将电池片夹在中间,连同玻璃和背板及铝边框封装起来,形成组件。
1.2、保护EVA固化之后,形成三维立体结构,和钢化玻璃、背板粘结在一起,缓冲外力冲击,起到保护电池片的作用。
同时,EVA含有光稳定剂,可以吸收光线中的紫外线,防止其对电池片及背板造成损伤。
另外,熔融后的EVA可以提高玻璃的透光率,有提高组件功率的作用。
太阳能电池封装胶膜的原材料
太阳能电池封装胶膜是太阳能电池板的关键组成部分之一,它的主要作用是封装和保护太阳能电池元件,同时提高太阳能电池的转换效率。
太阳能电池封装胶膜的原材料通常包括以下几种:
1. 乙烯基醇共聚物(EVA):EVA是太阳能电池封装材料中最常用的一种材料,具有良好的光传透性、耐热性和耐候性,能够有效地封装太阳能电池元件,并且能够抑制电池板内部潮湿气体的腐蚀作用。
2. 氟塑料(FEP):FEP是一种高温、耐化学腐蚀的材料,常用于太阳能电池封装材料中作为EVA的补充材料,能够提高太阳能电池板的机械强度和防紫外线能力。
3. 聚酰亚胺(PA):PA是一种高温、高强度、耐化学腐蚀的材料,常用于太阳能电池封装材料中作为EVA和FEP的替代材料,能够提高太阳能电池板的机械强度和耐用性。
4. 丙烯酸腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS):ABS是一种强度高、耐冲击、耐热的材料,常用于太阳能电池封装材料中作为背板材料,能够提高太阳能电池板的机械强度和稳定性。
总之,太阳能电池封装胶膜的原材料的选择要考虑光学性能、机械性能、耐腐蚀性能等多方面的因素,并且要根据实际使用情况做出合理的选择和组合。
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浅谈光伏组件封装材料--背板摘要:光伏组件作为太阳能发电系统的主要构成部分,背板作为其封装材料之一,承载着承受太阳能辐射、风雨侵蚀等外部因素的重要作用。
本文主要介绍了背板的材料特性、制作工艺以及市场发展情况,以期为光伏组件封装材料的研究提供参考。
关键词:光伏组件,背板,封装材料正文:1、背板的材料特性背板的主要作用是为光伏电池提供必要的支撑,同时充当保护光伏电池的屏障,承受各种自然环境对光伏组件的侵蚀。
因此,背板的材料应具备以下特性:(1)高光稳定性:背板应具有抵御长期日晒、紫外线、雨水等自然环境因素的能力,以保证光伏电池的寿命和发电效率。
(2)抗渗透性:背板应具有防水、防潮、防氧化等性能,防止环境中的水分渗透至光伏电池内部,影响电池发电效率和寿命。
(3)优异的机械性能:背板应具有承载力强、抗冲击、抗拉伸等性能,以保证在自然灾害或人为因素导致的冲击、挤压等情况下光伏电池的基本完整性。
2、背板的制作工艺目前市场上常用的背板材料有三种:铝塑板、FR4板和PET 板。
(1)铝塑板:由两个彼此呈扣板状的铝板外层,中间夹以塑胶层构成。
该种背板具有高强度、防火、耐腐蚀等特点。
(2)FR4板:由玻璃纤维布与环氧树脂压制而成,具有机械强度高、防水、抗腐蚀等优点。
但其成本相对较高。
(3)PET板:由聚酯薄膜通过高分子薄膜树脂复合而成。
该种背板具有防水、抗氧化、抗紫外线等特点,但强度较低。
在背板的制作过程中,需要考虑到对材料表面的处理、贴合性、温度控制和模具设计等因素。
3、背板的市场发展情况随着太阳能发电市场的不断扩大和技术进步,背板作为光伏组件封装材料也得到了广泛应用。
但不同材料的背板还存在一些问题,如铝塑板易受潮、PET板强度低、FR4板成本高等。
因此,市场上还需要寻找新型材料作为背板的制作材料,同时通过改进制作工艺,提高背板的稳定性、强度和耐久性。
4、新型背板材料的研发和应用为了解决传统背板材料的问题,科学家们正在不断研发新型背板材料,如超高分子量聚乙烯材料、TPT/PO/EBE复合材料、石墨烯增强白背板等。
太阳能光伏电池组件的封装技术研究太阳能光伏电池组件已经成为人们熟知的一个话题,随着太阳能发电技术的不断发展,越来越多的人开始意识到其重要性。
而要使太阳能发电技术进一步提高效率,一个重要的环节就是太阳能光伏电池组件的封装技术研究。
封装技术的好坏直接决定着整个太阳能发电系统的质量和使用寿命。
一、太阳能光伏电池组件封装概述太阳能光伏电池组件的封装技术主要包括前背接枝的封装和整体封装两种。
前背接枝的封装主要是将薄膜太阳能电池通过背极板和导电胶封装在一起,形成太阳能光伏电池组件。
整体封装主要是通过玻璃、基板、铝框架等材料进行封装。
整体封装能够提高组件的机械强度,增加其抗风能力、抗压能力和抗冲击能力。
二、太阳能光伏电池组件封装技术的瓶颈目前太阳能光伏电池组件封装技术的瓶颈主要集中在以下几个方面:1.受热量问题太阳能光伏电池组件在使用过程中需要长期暴露在阳光下,因此在封装时应考虑受热量的问题。
封装材料应具有良好的热导性能,避免组件过热损坏。
2.密封问题太阳能光伏电池组件封装时需要考虑其密封性,防止水分和灰尘进入组件内部导致电池效率降低或者损坏。
3.背极板的稳定性背极板的稳定性决定着组件的使用寿命。
如果背极板失稳,将导致组件的效率下降,甚至使其无法正常工作。
4.复合层的材料选择问题复合层的材料选择问题也是一个考验。
在封装太阳能光伏电池组件时,如果复合层的材料不佳,将会直接影响到组件的质量和成本。
三、新型封装技术的发展针对目前太阳能光伏电池组件封装技术的瓶颈,新型封装技术也在不断地发展和改进。
1.完全背面反射技术这种新型封装技术是通过在背面涂上一层高反射率材料来提高太阳能电池的效率。
由于高反射率材料能够将光线反射回太阳能电池中,因此能够提高太阳能电池的效率。
2.光学封装技术光学封装技术是指利用透明材料进行封装,通过反射和折射光线的方式提高太阳能光伏电池组件的效率。
这种封装技术还可以提供更好的防水和防尘特性,进一步提高了太阳能光伏电池组件的可靠性。
太阳电池组件及封装单体太阳电池不能直接作电池使用。
作电源用必须将若干单体电池串、并联连接并严密封装成组件。
对太阳电池组件要求为:(1)有一定的标称工作电流输出功率。
(2)工作寿命长,要求组件能正常工作20~30年,因此要求组件所使用的材料,零部件及结构,在使用寿命上互相一致,避免因一处损坏而使整个组件失效。
(3)有足够的机械强度,能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突,振动及其它应力。
(4)组合引起的电性能损失小。
(5)组合成本低。
1太阳电池组件的常见结构形式常规的太阳电池组件结构形式有下列几种,玻璃壳体式结构如图3.13,底盒式组件如图3.14,平板式组件如图3.15,无盖板的全胶密封组件如图3.16。
目前还出现较新的双面钢化玻璃封装组件。
图3.13 玻璃壳体式太阳电池组件示意图1-玻璃壳体;2-硅太阳电池;3-互连条;4-粘接剂;5-衬底;6-下底板;7-边框线;8-电极接线柱。
图3.14底盒式太阳电池组件示意图1-玻璃盖板;2-硅太阳电池;3-盒式下底板;4-粘接剂;5-衬底;6-固定绝缘胶;7-电极引线;8-互连条。
图3.15 平板式太阳电池组件示意图1-边框;2-边框封装胶;3-上玻璃盖板;4-粘接剂;5-下底板;6-硅太阳电池;7-互连条;8-引线护套;9-电极引线。
图3.16 全胶密封太阳电池组件示意图1-硅太阳电池;2-粘接剂;3-电极引线;4-下底板;5-互连条。
2太阳电池组件的封装材料组件工作寿命的长短和封装材料,封装工艺有很大的关系,它的长短是决定组件寿命的重要因素之一。
在组件中它是一项易被忽视但在实用中是决不能轻视的部件。
现对材料分述如下。
2.3.2.1上盖板上盖板覆盖在太阳电池组件的正面,构成组件的最外层,它既要透光率高,又要坚固,起到长期保护电池的作用。
作上盖板的材料有:钢化玻璃、聚丙烯酸类树脂、氟化乙烯丙烯、透明聚酯、聚碳酯等。
目前,低铁钢化玻璃为最为普遍的上盖板材料2.3.2.2粘结剂主要有:室温固化硅橡胶、氟化乙烯丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、透明双氧树酯、聚醋酸乙烯等。
晶硅光伏组件产品说明晶硅光伏组件是一种常见的太阳能电池组件,也被称为晶体硅光伏组件。
它是利用晶体硅材料的半导体特性,将太阳能转化为电能的装置。
1. 产品构成晶硅光伏组件主要由以下几个部分构成:1.1. 太阳能电池片太阳能电池片是晶硅光伏组件的核心部件,它采用半导体材料(通常是硅)制成的薄片。
在光的照射下,太阳能电池片会产生光生电压,将太阳能转化为直流电能。
1.2. 玻璃封装晶硅光伏组件的正面覆盖着一层透明的玻璃,它可以保护太阳能电池片不受外界环境的影响,并提供支撑和保护。
1.3. 背板封装背板封装是晶硅光伏组件的背面,它通常由塑料或镀铝的玻璃钢材料制成,具有防潮、防尘和隔热的功能。
1.4. 边框和胶条晶硅光伏组件的边框通常由铝合金或不锈钢制成,边框的作用是保护组件结构并增强组件的稳定性。
胶条是用于保护电池片和玻璃间的密封材料,防止水分进入组件内部。
1.5. 连接线和接线盒连接线通常由铜制成,它将太阳能电池片与接线盒连接起来,并将电能传输到外部连接器。
接线盒通常安装在组件的背面,它起到连接电池片和外部电路的作用。
2. 工作原理晶硅光伏组件的工作原理基于光电效应和半导体材料的特性。
当光照射到太阳能电池片上时,光子的能量被传递给电池片中的电子,使电子从价带跃迁到导带,形成电子空穴对。
通过连接线和外部电路,电子空穴对可以产生电流和电压,进而转化为可用的电能。
晶硅光伏组件的工作效率很大程度上取决于材料的质量和工艺的精度。
优质的晶硅材料和先进的制造工艺可以提高组件的转换效率,使其在太阳能发电系统中发挥更大的作用。
3. 产品特点晶硅光伏组件具有以下几个特点:3.1. 高效能转换晶硅光伏组件具有相对较高的转换效率,通常可以达到15%到20%之间。
这意味着它们可以将更多的太阳能转化为电能,提供更高的发电效率。
3.2. 稳定可靠晶硅光伏组件具有较长的使用寿命和稳定的性能。
它们经受得住恶劣的环境条件,如高温、低温和湿度变化,并能够在多年的使用中保持较高的发电效率。
太阳能电池组件主要封装材料的特性
一、钢化玻璃
1. 加工原理
钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品,钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。
太阳能电池组件对钢化玻璃的透光率要求很高,须大于91.6%,对大于1200nm 的红外光有较高的反射率。
另外,厚度要求在3.2mm 。
1)物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃(将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却)。
这种玻璃处于内部受拉,外部受压的应力状态,一旦局部发生破损,便会发生应力释放,玻璃被破碎成无数小块,这些小的碎片没有尖锐棱角,不易伤人。
2)化学钢化玻璃是通过改变玻璃表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。
其效果类似于物理钢化玻璃。
2. 钢化玻璃的主要优点:
1)强度比普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3-5倍,抗冲击强度是普通玻璃5-10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。
2)使用安全,其承载能力增大,改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,极大地降低了对人体的伤害。
钢化玻璃的耐急冷急热性比普通玻璃提高2-3倍,一般可承受150LC 以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。
钢化玻璃具有良好的热稳定性,能承受的温差是普通玻璃的3倍,可承受200℃的温差变化。
3. 钢化玻璃的缺点:
1)钢化后的玻璃不能再进行切割或加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要形状,再进行钢化处理。
2)钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。
(钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆。
)
4. 自爆现象:
1)玻璃质量缺陷的影响
A .玻璃中有结石、杂质:玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点,也是应力集中处。
结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。
结石存在于玻璃中,与玻璃体有着不同的膨胀系数,
玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成
倍地增加。
当结石膨胀系数小于玻璃,结石周围的切向应力处于受拉状态,伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。
B .玻璃中含有硫化镍结晶物
硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在,直径在0.1-2㎜。
外表呈金属状,这些杂夹物是NI3S2,NI7S6和NI-XS ,其中X=0-0.07。
只有NI1-XS 相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。
已知理论上的NIS 在379℃时有一相变过程,从高温状态的a-NIS 六方晶系转变为低温状态B-NI 三方晶系过程中,伴随出现2.38%的体积膨胀。
这一结构在室温时保存下来。
如果以后玻璃受热就可能迅速出现a-B 态转变。
如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部,则体积膨胀会引起自发炸裂。
如果室温时存在a-NIS ,经过数年、数月也会慢慢转变到B 态,在这一相变过程中体积缓慢增大未必造成内部破裂。
C .玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷,易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。
2)钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移
玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度方向产生的温度梯度不均匀、不对称。
使钢化制品有自爆的趋向,有的在激冷时就产生“风爆”。
如果张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。
3)钢化程度的影响,实验证明,当钢化程度提高到1级/㎝时,自爆数达20-25%。
由此可见,应力越大钢化程度越高,自爆量也越大。
4)如何鉴别钢化玻璃的自爆
首先看起爆点(钢化玻璃裂纹呈放射状,均有起始点)是否在玻璃中间,如在玻璃边缘,一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤,造成应力集中,裂纹逐渐发展造成的;如起爆点在玻璃中部,看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案(蝴蝶斑),如有仔细观察两小块多边形公用边(蝴蝶的躯干部分),应有肉眼可见的黑色小颗粒(硫化镍结石),则可判断是自爆的,否则就应是外力破坏的。
玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑。
玻璃碎片呈放射状分布,放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块,俗称“蝴蝶斑”。
NIS 结石位于二块" 蝴蝶斑" 的界面上。
钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r ≥a 切向应力r ≥a 颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中,降温过程温是负的,所以颗粒周边的径向应力
是压力,切向应力是拉力。
玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌,颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力,所以切向应力是裂纹启始的根源。
5. 钢化玻璃的作用
增强组件的抗冲击能力,良好的透光率可以提高组件的效率,密封组件。
6. 钢化玻璃的储存条件
玻璃应避光、避潮,平整堆放,用防尘布覆盖玻璃。
玻璃的最佳贮存条件:放在恒温、干燥的仓库内,其温度在25℃,相对湿度小于45%,玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃与EVA 胶膜接触面,否则会影响EVA 胶膜和玻璃层间粘接力。
二、EVA 胶膜(以下简称EVA )
1. EVA的原理
1)EVA 的性能主要取决于分子量(用熔融指数MI 表示)和醋酸乙烯脂(以VA 表示)的含量。
当MI 一定时,VA 的弹性,柔软性,粘结性,相溶性和透明性提高,VA 的含量降低,则接近聚乙烯的性能。
当VA 含量一定时,MI 降低则软化点下降,而加工性和表面光泽改善,但是强度降低,分子量增大,可提高耐冲击性和应力开裂性。
2)不同的温度对EVA 的交联度有比较大的影响,EVA 的交联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。
在熔融状态下,EVA 与晶体硅太阳电池片,玻璃,TPT 太阳能背板(如杭州兆丰背板)产生粘合,在这过程中既有物理也有化学的键合。
未经改性的EVA 透明,柔软,有热熔粘合性,熔融温度低,熔融流动性好。
但是其耐热性较差,易延伸而低弹性,内聚强度低而抗蠕变性差,易产生热胀冷缩导致晶片碎裂,使得粘接脱层。
EVA 交联度一般在70%-85%,与玻璃剥离强度35N ,与TPT 太阳能背板20N 。
3)通过采取化学交联的方式对EVA 进行改性,其方法就是在EVA 中添加有机过氧化物交联剂,当EVA 加热到一定温度时,交联剂分解产生自由基,引发EVA 分子之间的结合,形成三维网状结构,导致EVA 胶层交联固化,当交联度达到60%以上时能承受大气的变化,不再发生热胀冷缩。
2. EVA的作用
1)封装电池片,防止外界环境对电池片的电性能造成影响。
2)增强组件的透光性。
3)将电池片,钢化玻璃,TPT 太阳能背板很好地粘接在一起,具有一定的粘接强度。
注:EVA 虽然可以起到封装组件的作用,但EVA 同时具有吸水性。
3.EVA 的储存环境
EVA 胶膜应避光、避热、避潮运输,平整堆放。
EVA 胶膜的最佳贮存条件:放在恒温、恒湿的仓库内,其温度在0-30℃之间,相对湿度小于60%。
避免阳光直照,不得靠近有加热设备或有灰尘等污染的地方,并应注意防火。
保质期一般为半年,但考虑到EVA 具有吸水性,在实际使用中其存放时间越短越好。
三、TPT 太阳能背板(以下简称TPT )
TPT 用于组件的背面,也是主要封装材料之一。
1.TPT 的结构
最具代表性的TPT 是由PVF (聚氟乙烯薄膜)-PET (聚脂薄膜)-PVF 三层薄膜构成的背膜,简称TPT ;TPT 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 经表面处理和EVA 具有良好的粘接性能。
TPT 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,以免影响和EVA 的粘接强度。
但目前市场上使用的太阳能背板种类繁多,有TPT 、TPE 结构的含氟背板,有多层PET 复合结构的不含氟背板,甚至还有适用于低端小组件PET+EVA两层结构的背板。
大家在选用该材料之前一定要了解清楚其结构,不同结构的太阳能背板,其价格相差非常大。
如杭州兆丰光伏材料有限公司的背板,就有TPT 、TPE 和PE 三种类型的背板,适用于不同要求的组件需求。
2.TPT 的特性
具有良好的耐候性、极佳的机械性能、延展性、耐老化、耐腐蚀、不透气,以及耐众多化学品、溶剂和着色剂的腐蚀。
有出色的抗老化性能并在很宽的温度范围内保持了韧性和弯曲性。
3. TPT的作用
白色TPT 对阳光起反射作用,提高组件吸收光的能率。
因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。
增强组件的抗渗水性。
对组件背部起到了很好密封保护作用,延长了组件的使用寿命
提高了组件的绝缘性能
4.TPT 的储存环境
TPT 太阳能背板应避光、避热、避潮。
受潮的背板可能在组件层压时容易出现气泡的现象,因为潮气可能在层压高温时变成水蒸汽,但又被EAV 阻隔而无法及时排出。
背膜的最佳贮存条件:放在恒温、恒湿的仓库内,其温度在0-40℃之间,相对湿度小于。
运输时应平整堆放,避免碰伤。