近十年來，在業(yè)內(nèi)同行的努力下，晶體硅光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率一路上升，由本世紀(jì)最初幾年的15%到現(xiàn)在的接近20%，越來越接近單結(jié)晶體硅電池的理想計(jì)算效率。但是在將光伏電池組裝成光伏組件時(shí)，由于光路的損耗、面積的損耗、以及串聯(lián)電阻的損耗，往往使光伏組件的轉(zhuǎn)換效率低于光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。為了達(dá)到讓光伏組件的轉(zhuǎn)換效率接近甚至超過光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，除了減少由于封裝引起的各種損耗外，還應(yīng)當(dāng)在封裝過程中設(shè)法新增電池接收到的有效光能。

從背板材料上考慮，使組件背板不僅承擔(dān)對(duì)電池和環(huán)境的有效防護(hù)和隔離的功能，而且為新增電池有效接收光輻射做出貢獻(xiàn)，從而達(dá)到最終提高光伏組件可靠性、新增電功率輸出的目的。

為了達(dá)到這個(gè)目的，首先分析一下光伏組件封裝的功率損失和可能的增益，示意如圖1：

圖1光伏組件封裝的能量損失和增益

圖1中，假設(shè)光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率是20%，封裝成組件后，首先，由于組件面積大于電池總面積，損失了2個(gè)百分點(diǎn)的全面積效率；其次，由于玻璃的透光吸收損失了0.5個(gè)百分點(diǎn)；EVA膠膜透光吸收損失0.5個(gè)百分點(diǎn)；第三，互聯(lián)條/匯流引出條的電阻損失1個(gè)百分點(diǎn)?？偣矒p失了約4個(gè)百分點(diǎn)。

增益方面，第一，電池經(jīng)封裝后，由玻璃表面膜-玻璃-EVA-電池鈍化膜-硅形成一個(gè)變折射率的光學(xué)系統(tǒng)，這樣一個(gè)系統(tǒng)可以減少電池表面的光反射，一般越是表面反射率高的電池，這個(gè)增益越顯著。目前常規(guī)工藝的晶體硅電池，這個(gè)增益可達(dá)到1.5個(gè)百分點(diǎn)；

圖2光伏組件的光路系統(tǒng)有助于降低總反射率

第二，背板的反射率也有助于新增電池的光吸收，來不及吸收便透過電池的長波紅光和近紅外光經(jīng)背板反射會(huì)再次進(jìn)入電池激發(fā)載流子。電池片間隙處的入射光也會(huì)再次經(jīng)反射進(jìn)入電池，這一塊大約新增了1個(gè)百分點(diǎn)的效率。

這樣算下來，20%的光伏電池到這兒為止，大概光伏組件的效率就剩17.5%了。要新增光伏組件的電能輸出，就應(yīng)該減少封裝損失，新增封裝增益。換句話說，只要我們把以上幾個(gè)環(huán)節(jié)做好，該減少的減少，能提升的提升，光伏組件的效率就能達(dá)到17.5%以上。

但是，要想使光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率超過電池的轉(zhuǎn)換效率，光靠挖掘以上潛力還是不夠的，我們還要借助于光裁減技術(shù)。所謂光裁減技術(shù)，就是通常所說的長波光的上轉(zhuǎn)換技術(shù)和短波光的下轉(zhuǎn)換技術(shù)。把個(gè)技術(shù)做好了，再把其他的技術(shù)做好了，則光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率就完全有可能超過光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。分別討論如下。

一、減少光伏組件的非活性面積

光伏電池在組件中封裝時(shí)預(yù)留的間隙重要是考慮帶電元件與導(dǎo)體間的爬電距離要求和工藝實(shí)現(xiàn)的要求。工藝實(shí)現(xiàn)要求留出電池片互聯(lián)條上下穿過的間隙，不使電池片間直接短路，不使有一定截面積的互聯(lián)條在電池邊緣出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了使互聯(lián)條不在電池的邊緣出現(xiàn)附加應(yīng)力，電池片間一般要留2-3mm的間隙；爬電距離則是電氣法規(guī)的要求留出的。

現(xiàn)在大家都在做1500V系統(tǒng)電壓的光伏組件，而且經(jīng)過論證，說明1500V系統(tǒng)電壓的光伏電站，特別是大型荒漠電站，比1000V系統(tǒng)電壓的光伏電站要節(jié)省好多材料費(fèi)用和安裝費(fèi)用，提高變電系統(tǒng)的傳輸、轉(zhuǎn)換效率，經(jīng)濟(jì)效益還是比較明顯的。但是系統(tǒng)電壓的提高對(duì)光伏組件的爬電距離的要求也明顯提高了。

1000V系統(tǒng)電壓的光伏組件，設(shè)計(jì)爬電距離是8.4mm乘一個(gè)安全系數(shù)，一般要求是15mm-16mm。假如是1500V系統(tǒng)電壓的組件，這個(gè)距離就是25mm。這個(gè)距離的增大，必然減小光伏組件的非活性（也就是不發(fā)電的）面積，降低組件了的光電轉(zhuǎn)換效率。

正在討論中的UL/TUV標(biāo)準(zhǔn)（圖3）中，給出了減小這一距離的必要條件，這就是組件的聚合物背板要具有更高級(jí)別的CTI測(cè)試值，獲得更高的IPT值。大家了解，一般的聚合物手冊(cè)中或聚合物薄膜供應(yīng)商給出的PE、PO、PVDF、PET等材料的CTI值不超過400V。明冠新材料科技有限公司因?yàn)槭亲约荷a(chǎn)的背板內(nèi)層PO/PE膜，可以通過調(diào)整配方和工藝達(dá)到提高背板CTI值的目的，公司1500V系統(tǒng)電壓光伏組件背板，在行業(yè)內(nèi)率先通過了最高級(jí)別的600VCTI測(cè)試，為希望通過開發(fā)1500V系統(tǒng)電壓光伏組件，獲得1500V光伏系統(tǒng)高效、高可靠、低成本的優(yōu)點(diǎn)，又不想新增光伏組件尺寸、不希望降低光伏組件效率的的光伏組件生產(chǎn)商供應(yīng)了一個(gè)選項(xiàng)（圖3）。

圖3討論中的UL/TUV的標(biāo)準(zhǔn)