光伏行业基础知识(硅片、电池、组件)

光伏组件结构光伏组件是指具有封装及内部连接的、能单独提供直流电、不可分割的最小光伏电池装组合装置。

它是光伏发电系统的核心部件，由八大核心材料组成。

电池片电池片是组件最核心的元件，主要用于将光能转化为电能。

电池片经过串联、并联，达到一定的额定输出功率和电压后，即形成光伏组件。

光伏组件经过组合形成光伏方阵，与控制器、蓄电池组、逆变器等部件连接组成光伏发电系统。

太阳能电池按原材料分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。

晶硅电池技术是以硅片为衬底的，依据PN结进行光生载流子分离发电的。

根据原材料和电池制备技术的差异，晶硅电池分为P型电池和N型电池。

P型硅片是在硅料中掺杂硼元素制成，P型电池制备技术有传统的AL-BSF（铝背场）和PERC技术；而N型硅片是在硅材料中掺杂磷元素制成，N型电池制备技术较多，包括PERC、TOPCon、IBC和HJT等。

其中，异质结电池是N型电池的一种，具备高转换效率、高发电量、低温度系数、无光致衰减和电位衰减、制备工艺简单、双面发电效率高等诸多优势。

随着电池技术的不断突破和行业进程的持续加速，异质结技术有望成为下一代主流电池技术。

玻璃光伏玻璃是一种钠钙硅盐酸玻璃，主要用于光伏组件的封装。

光伏玻璃会直接影响光伏组件的发电效率和使用年限。

光伏玻璃一般为低铁钢化玻璃或者半钢化玻璃，具有以下特性。

一是通透性好。

透光率是影响光伏电池转换效率的关键因素。

光伏玻璃需具有高透光性和对1200nm红外光的较高反射率。

二是机械强度高。

耐冲击，可承受2400Pa风压和5400Pa雪压，起到支撑和保护作用。

三是耐久性好。

受气候和地理位置影响，组件需在露天、昼夜温差大的环境中作业，需具备耐腐蚀、耐候性特质。

胶膜光伏封装胶膜是光伏组件的重要组成部分，位于电池片上下两侧。

胶膜的首要作用是黏合电池与玻璃、背板。

其次，胶膜可以起到封装防护作用，保护电池电路不受外界环境干扰，延长组件使用寿命。

此外，封装胶膜可增强光伏组件的透光性，进而提升组件的发电效率。

光伏发电基本原理及入门知识
光伏发电是利用光伏效应转换太阳能为电能的一种技术。

光伏效应是指当光线照射到半导体材料上时，光子的能量会激发材料的电子跃迁，产生电压和电流。

光伏发电的基本原理如下：
1. 材料选择：光伏电池通常采用硅材料制成，硅根据材料纯度的不同，分为晶硅、多晶硅和非晶硅等几种。

2. pn结构：光伏电池的结构通常是由p型半导体和n型半导体组成的pn结构。

当光线照射到pn结构上时，会形成电场，将光生电子和空穴分离。

3. 光生电子的漂移：光生电子会被电场推动，向p型半导体的一侧流动，形成电流。

4. 电子流动的回路：电子流经过外部电路，导致电流的产生。

这个过程被称为光伏效应。

5. 发电性能：光伏电池的发电性能主要取决于光线强度、光谱和温度等因素。

入门知识：
1. 光伏电池种类：光伏电池的种类有单晶硅、多晶硅、非晶硅和铜铟镓硒等。

不同种类的光伏电池具有不同的优缺点，适用于不同的应用场景。

2. 光伏模块：多个光伏电池组合在一起形成光伏模块，常见的光伏模块有多晶硅和单晶硅。

3. 光伏阵列：多个光伏模块组合在一起形成光伏阵列，用于大型的光伏发电系统。

4. 发电系统：光伏发电系统包括光伏阵列、逆变器、电池和电网等组件，用于将光能转换为可用的电能。

5. 应用领域：光伏发电被广泛应用于家庭、企业和工业等场所，用于发电、供电和照明等用途。

光伏基础知识整理1.什么是光伏发电?什么是分布式光伏发电?光伏发电是指利用太阳能辐射直接转变成电能的发电方式，光伏发电是当今太阳能发电的主流，所以，现在人们常说的太阳能发电就是光伏发电。

分布式发电是指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用为主，多余电量上网，但在配电系统平衡调节为特性的光伏发电设施。

分布式发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原测，充分利用当地的太阳能资源，替代和减少化石能源消费。

2.您知道光伏发电的历史起源吗?1839 年，19 岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时电流会加强，从而发现了“光生伏打效应”。

1930 年，郞格首次提出用“光伏效应”制造太阳能电池，使太阳能变成电能。

1932 年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池。

1941 年奥杜在硅上发现光伏效应。

1954 年5 月美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池，这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池，同年威克首次发现了砷化镍有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镍博膜，制成了太阳能电池，太阳光转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。

3.光伏电池是怎么发电的?光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元，光伏电池特有的电特性是借助与在晶体硅中掺入某些元素(例如磷或硼等)，从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料，在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端闭合时便产生电能，这种现象被称为“光生伏打效应”简称光伏效应。

4.光伏发电系统由哪些部件构成?光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成)、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成.光伏发电系统的核心部件是光伏组件,而光伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成，它将太阳的光能直接转化为电能，光伏组件产生的电为直流电，我们可以利用也可以用逆变器将其转换成为交流电加以利用，从另一个角度来看对于光伏系统产生的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用。

光伏太阳能电池组件知识光伏组件（阵列）根据光伏工程安装的需要，当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串联、并联组装以获得所需要的电压和电流，称为“太阳电池方阵”，也叫“光伏阵列”。

光伏组件是由太阳能电池片群密封而成，是阵列的最小可换单元。

目前大多数太阳能电池片是单晶或多晶硅电池。

这些电池正面用退水玻璃背面用软的东西封装。

它就是光伏系统中把辐射能转换成电能的部件。

光伏太阳能电池发电系统举例：电工基础中对于电压电流工作情况的解释：短路电流short-circuit current在电路中，由于短路而在电气元件上产生的不同于正常运行值的电流。

电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。

其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。

例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。

大容量电力系统中，短路电流可达数万安。

这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

三相系统中发生的短路有4种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。

其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。

在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。

在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。

发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。

在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。

它有多种分量，其计算需采用电子计算机。

在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。

它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工在发生短路时机械应力的动稳定性。

短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。

它设备为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。

光伏行业基础知识内部培训单晶和多晶单晶硅硅棒多晶硅硅锭单晶硅主要是125×125mm和156×156mm两种规格多晶硅主要是156×156mm规格单晶硅硅片因为使用硅棒原因，四角有圆形大倒角，而多晶硅硅片一般采用小倒角。

单晶的转换效率高，但产能低、能耗大；多晶的转换效率相对较低，但能耗低、产能大，适合于规模化生产。

单晶硅和多晶硅太阳电池单晶硅太阳电池多晶硅太阳电池多晶硅硅片相对于单晶硅硅片，有明显的多晶特性，表面有一个个晶粒形状，而单晶硅硅片表面颜色一致。

实验室最高效率：单晶24.7%，多晶20.3% 生产效率：单晶19%，多晶17%晶体硅太阳电池结构正面电极减反射膜 n 型硅 p 型硅背面电极太阳电池是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。

当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在PN结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。

这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

pn 结晶体硅太阳电池制备工艺制绒和清洗扩散制PN结背面周边刻蚀制减反射膜丝网烧结档测试丝网印刷正电极分类检测包装丝网印刷背电场原硅片丝网印刷背电极PECVD刻蚀和去磷硅玻璃扩散制绒制绒和清洗硅片清洗机械损伤层约10微米在硅片的切割生产过程中会形成厚度达10微米左右的损伤层，且可能引入一些金属杂质和油污。

如果损伤层去除不足，残余缺陷在后续的高温处理过程中向硅片深处继续延伸，会影响到太阳电池的性能。

单晶硅片的清洗采用碱液腐蚀技术多晶硅片的清洗采用酸液腐蚀技术由于绒面结构的存在，入射光经绒面第一次反射后，反射光并非直接入射到空气中，而是遇到邻近绒面，经过邻近绒面的第二次甚至第三次反射后，才入射到空气中，这样对入射光就有了多次利用，从而减小了反射率。

表面没有绒面结构的硅片对入射光的反射率大于30%，有绒面结构的硅片对入射光的反射率减小到了12%左右。

光伏组件基础知识
光伏组件结构：
光伏组件由太阳能电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm）或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。

由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，然后我们把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。

并且把他们封装在一个不锈钢金属体壳上，安装好上面的玻璃、充入氮气、密封。

整体称为组件，也就是光伏组件或说是太阳能电池组件。

组件的生产工艺流程
第一步单片焊接：将电池片焊接互联条（涂锡铜带），为电池片的串联做准备.
第二步串联焊接：将电池片按照一定数量进行串联。

第三步叠层：将电池串继续进行电路连接，同时用玻璃、eva胶膜、tpt背板将电池片保护起来。

第四步层压：将电池片和玻璃、eva胶膜、tpt背板在一定的温度、压力和真空条件下粘结融合在一起。

第五步装框：用铝边框保护玻璃，同时便于安装。

第六步清洗：保证组件外观。

第七步电性能测试：测试组件的绝缘性能和发电功率
最后包装入库。

光伏电气常识————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光伏电气应用常识1.光电效应又称光生伏特效应，这是物理学在十九世纪末一个重要而伟大的发现。

简单的说在光的照射下，物质内部的电子会被光子激发出来形成电流。

具体到光伏行业所用的光伏组件的解释是：组件的核心是硅片，它是半导体元件，有着PN结。

当太阳光照射在PN结上，光子激发P区生成电子流带正电，同时N区形成了空穴流带负电。

这样，电子和空穴在硅片中形成了运动的电荷，产生了电动势。

由于半导体具有单向导通的特性，在外电路的作用下就形成了电流，生成了直流电。

2.光伏组件主要技术参数1.1 开路电压：在一定温度和辐照条件下，光伏组件正负极在空载（开路）情况下的端电压，通常用Voc。

1.2 短路电流：在一定温度和辐照条件下，光伏组件正负极短路时流过的电流，通常用Isc。

1.3 最大输出工作电压：输出功率最大时的工作电压，通常用Vpm。

1.4 最大输出工作电流：输出功率最大时的工作电压，通常用Ipm。

1.5 最大输出功率（Pm):最大输出的工作电压（Vpm）×最大输出工作电流（Ipm）。

注：pm瞬时最大值。

1.6 光伏电池组件在标准状态下最佳输出功率：光伏组件电池温度在25℃，光谱分布AM1.5，辐射照度1000W/㎡。

3.直流电字母标识是DC。

是指电压和电流方向不随时间作周期性变化的电能。

直流电的电压、电流波形基本是平稳的，在试波器上显示成矩形。

其中电流方向、大小不变，称其为恒流源；电压方向、大小不变，称其为恒压源；电压的大小随时间变化的叫脉动直流。

由于它不能产生交变的磁场，则不能进行电压电流的变换，监测其电压、电流的大小只能用分压器和分流器。

4.交流电字母标识是AC。

交流电大小和方向都是随时间变化的一种电能。

我们所用的交流电的电压和电流是按正弦曲线作周期变化的。

光伏发电是利用光电效应将太阳能转化为电能的一种技术。

下面是关于光伏发电的一些基本知识：
1.光电效应：光电效应指的是当光照射到半导体材料（如硅）上时，能量会被光子吸收，导致电子从原子中被激发出来，形成电流。

这个过程将光能转化为电能。

2.光伏电池：光伏电池又称太阳能电池，是将光电效应应用于实际电力产生的器件。

它由一层或多层半导体材料构成，能够将光能转化为直流电能。

常见的光伏电池包括单晶硅、多晶硅、非晶硅等。

3.光伏模块：多个光伏电池组成的整体称为光伏模块，也就是我们常见的太阳能电池板。

光电池通过串联或并联的方式组成光伏模块，提供更高的电压和电流输出。

4.光伏发电系统：光伏发电系统由光伏模块、逆变器（将直流电转化为交流电）、电池组、电网接入系统等组成。

光伏模块通过逆变器将直流电能转化为交流电能，并通过电网接入系统输送电能给用户。

5.太阳能辐射：太阳能辐射是光伏发电的原始能源，太阳能辐射包括可见光、紫外线和红外线。

太阳能辐射的强度受日照时间、天气条件和地理位置等因素影响。

6.光伏发电的优点：光伏发电具有无污染、可再生、静音、低维护成本等优点。

它可以在阳光照射的地方独立发电，不需要传输线路，适合分布式发电。

光伏发电技术近年来发展迅速，已成为清洁能源领域的重要组成部分。

它可广泛应用于住宅、商业、工业等各个领域，为可持续发展和减少碳排放做出重要贡献。