鉅大LARGE | 點擊量:944次 | 2018年10月31日
光伏太陽電池的組件分析
從理論上講,單結(jié)硅系太陽電池不能將所有光線都吸收轉(zhuǎn)換成電能,地面用硅太陽電池的光譜響應(yīng)范圍一般為300nm-1100nm,因此,任何使這一波段的光進入電池減少的因素都會造成光學上的損失,可以從光的透射和反射兩方面進行分析。
光從組件表面到硅體內(nèi)要依次經(jīng)過玻璃、密封膠(一般為EVA),所以玻璃和EVA會對光吸收產(chǎn)生影響,玻璃和EVA的透射率越高,組件的封裝損失也就越小。常規(guī)超白鋼化玻璃的透射率為92%左右,目前市場上已推出具有增透膜的鍍膜玻璃,透射率可高達96%,鍍膜玻璃一般可提高組件1%的輸出功率增益,但其長期穩(wěn)定性和可靠性需要進一步的研究。不同廠家的玻璃的透射率有很大區(qū)別,透射率越高則進入到電池中的光也就越多,而電池的輸出功率與光強成正比的。在電池和其他輔材不變的情況下,使用透射率高的鋼化玻璃,組件的輸出功率增大,封裝損失減小。
EVA(乙烯-醋酸乙烯聚合酯)用于粘結(jié)鋼化玻璃、電池和背板,由于它是紫外不穩(wěn)定的,約占太陽光6%的紫外線長時間的照射可造成EVA膠膜的老化、龜裂、變黃,繼而降低其透光率,因此有些廠家的EVA中會添加抗紫外劑,這樣就會引起EVA在短波段的透射率的下降。高方阻電池在短波段(<450nm)的IQE是要高于常規(guī)電池的,而如果采用對短波長光截止的EVA,則會造成這部分光不能被高方阻電池吸收,那么封裝損失肯定比同效率常規(guī)電池制作的組件的封裝損失要大。因此,使用不同工藝制作的太陽電池需要選擇與之相匹配的EVA,在透光率和抗紫外兩者之間找到折衷點,在不影響可靠性的基礎(chǔ)上降低組件的封裝損失。另外,有公司提出使用化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐紫外、透射率高的透明硅膠做為組件的密封膠,可以有效避免密封膠黃化和電池不能接受到短波長光線的問題。
太陽電池的表面沉積了一層氮化硅結(jié)構(gòu)的減反射膜,折射率約為2.1,其上有EVA和鋼化玻璃(兩者的折射率約為1.48左右),為使組件的透射率達到最大的減反效果,還需要使SiNx膜的厚度、EVA和玻璃厚度得到最好的匹配結(jié)果和最佳的光學上的減反射效果,可以有效增加組件的輸出功率。
太陽電池組件的背板用來防止水汽進入組件,常采用TPT(Tedler-PET-Tedler)膜。常規(guī)白色TPT其與EVA接觸面的反射率曲線見圖五,可見在中長波段具有高達80%左右的反射率。白色的TPT膜對入射到太陽電池間未被電池吸收的太陽光具有反射作用,這部分光在空氣與玻璃的界面處被反射向太陽電池,增加入射到太陽電池組件上的光的利用率。一般的,使用白色的TPT比黑色的TPT能增加組件1%的輸出功率增益,有利于降低組件的封裝損失。
太陽電池被焊帶覆蓋部分無法吸收太陽光,某些焊帶公司推出了反光焊帶,焊帶的正面鍍銀并壓延出縱向溝槽狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能將入射到焊帶上的光線以一定角度反射到組件的玻璃層內(nèi)表面,在玻璃-空氣界面上全反射后投射回電池表面。捕捉到的光能讓組件產(chǎn)生額外增加的功率,理論上可以提高組件效率2%左右。
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