光伏组件基本知识概要课件

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1、引引 言言 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源，不产生任何的再生能源也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。池。目目 录录太阳能电池分类太阳能电池分类太阳能电池分类太阳能电池分类电池片的生产过程电池片的生产过程电池片的生产过程电池片的生产过程太阳能电池的发电原理太阳能电池

2、的发电原理太阳能电池的发电原理太阳能电池的发电原理太阳能发电系统太阳能发电系统太阳能发电系统太阳能发电系统太阳能电池组件太阳能电池组件太阳能电池组件太阳能电池组件光伏组件中电池的连结方式光伏组件中电池的连结方式光伏组件中电池的连结方式光伏组件中电池的连结方式光伏组件的结构光伏组件的结构光伏组件的结构光伏组件的结构光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述光伏组件用途光伏组件用途光伏组件用途光伏组件用途影响光伏组件的两个效应影响光伏组件的两个效应影响光伏组件的两个效应影响光伏组件的两个效应光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统 “硅硅”是我们这个星

3、球上储藏最丰富的材料之一。自是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末，我们的生活世纪末，我们的生活中处处可见中处处可见“硅硅”的身影和作用的身影和作用,晶体硅太阳电池是近晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。年来形成产业化最快的。1、提纯2、拉棒3、切片4、制电池 5、封装 生产过程生产过程太阳能电池组件生产过程：太阳能电池组件生产过程：太阳能电池分类太阳能电池分类Different Cell Types 单晶硅太阳电池

4、单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池11 单晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池。19541954年美国贝尔实验室的年美国贝尔实验室的ChapinChapin等等研制了世界上第一块真正意义上的单晶硅太阳能电池，光电转研制了世界上第一块真正意义上的单晶硅太阳能电池，光电转化效率大到化效率大到6%6%，很快达到，很快达到10%10%。单晶硅能太阳电池是当前开。单晶硅能太阳电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的结构和生产工艺已定型，产发得最快的一种太阳能电池，它的结构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为

5、原料，纯度要求原料，纯度要求99.999%99.999%。为了降低生产成本，现在地面应用。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池 目前太阳电池使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶颗目前太阳电池使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用费次单

6、晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇注而粒的集合体，或用费次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇注而成，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅锭。成，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可这种硅锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率约左右，稍低于晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率约左右，稍低于单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，节约电耗，总的生产成单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，节

7、约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。本较低，因此得到大量发展。非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池 非晶硅太阳电池是年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单非晶硅太阳电池是年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低。低。多元化合物太阳电池多元化合物太阳电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。聚合物薄膜太阳能电池。聚合物薄膜太阳能电池。在太阳能电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电在太阳能

8、电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本池的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用低等优势，从而对大规模利用 太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无电池效率都不能和无 机材料特别是硅电池相比。机材料特别是硅电池相比。太阳能电池分类Different Cell Types太阳能电池制造工艺太阳能电池制造工艺

9、 Methods to make silicon:pChemical Vapor Deposition(CVD)pPlasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)pVery High Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(VHF-PECVD)The processing of a solar cell from silicon:In each step,the left image:process;the center:the surface after the step;the

10、right:an enlarged cross section.Damage etchTexturingP-doping 1.2.3.4.太阳能电池制造工艺太阳能电池制造工艺5.6.7.8.9.10.Emitter DiffusionEdge IsolationAnti Reflection CoatingContact FormationSintering and FiringReady for Delivery!太阳能是一种辐射能，要将这种辐射能（或其他光能）转换为电能，必须借助“能量转换器”太阳能电池，也称为光电池。因为常见的太阳能电池都是由半导体材料制造，所以有时也称为半导体光电池。太

11、阳能电池工作原理是基于半导体p-n结的光生伏特效应。即太阳光或其他光照射半导体p-n结时，就会在p-n结的两边出现电压，叫做光生电压。下面以单晶硅太阳能电池为例作一下介绍。原子由带电正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，原子核外的电子围绕着原子核旋转，其运动轨迹遵循一定的轨道。单晶硅原子共有三个电子层，最外电子层中有4个电子，这4个电子都有着固定的位置且受原子核的约束。当有外来能量激发时，最外层的电子即可摆脱原子核的束缚而变成自由电子，与此同时，此电子原来所在地方形成一个“空位”，此“空位”可看成一个正电荷，被称为“空穴”。在单晶硅中，带负电的电子和带正电的空穴都是可以运动的电荷。当光线照射在p

12、-n结上并且光在界面层被吸收时，具有足够能量的光子能够在p型硅和n型硅中将电子从共价键中激发，产生电子-空穴对。界面层附近的附近的太阳能电池的原理2电子和空穴在复合之前，将通过内建电场的作用被相互分离。电子向带正电的n区运动，空穴向带负电的p区运动。最后造成n区有大量负电荷积累，p区有大量正电荷积累。这样，在p-n结附近形成了一个电场，称为光生电场。光生电场的方向与内建电场相反，因此它的一部分可与内建电场相抵消，其余部分则可使p区带正电，n区带负电；这样就在n区和p区间产生了一个电动势，称为光生伏特电动势，当外电路接通时，即可产生电流。通过分析，太阳能电池的发电过程可概述为4步：1，太阳能或其

13、他光照射在太阳能电池的表面上。2，太阳能电池吸收具有一定能量的光子激发出非平衡载流子，即电子-空穴对，他们的寿命要足够长，以确保他们在被分离之前不会复合。3，电子-空穴对在p-n结内建电场的作用下被分离，电子与空穴分别集中n区和p区，p-n结两边的异性电荷的积累形成光生电动势。4，在太阳能电池两侧引出电极并接上负载形成电路，即在电路中获得了光生电流。这样，太阳能电池就完成了将太阳能直接转换成电能。只要太阳光照不断，负载就一直有电流通过。电池片电性能伏安曲线测试条件：伏安曲线测试条件：伏安曲线测试条件：伏安曲线测试条件：温度：温度：2525大气质量：大气质量：1.51.5光照强度：光照强度：10

14、00W/m1000W/m2 2该测试条件也称为太阳能电该测试条件也称为太阳能电池的标准测试条件。池的标准测试条件。Properties in physics单片电池伏安曲线单片电池伏安曲线备注：备注：1sun=1000w/m2 Properties/Features用于表述太阳能电池电性能的最主要的参数是：Pmax-最大功率 Imp-最佳工作点电流 Vmp-最佳工作点电压 Isc-短路电流 Voc-开路电压 FF-填充因数 -转换效率短路电流用Isc表示，是指将太阳能电池置于光源照射下，在输出短路时流过太阳能电池两端的电流开路电压用Voc表示，是指将太阳能电池置于光源照射下，在两端开路时太阳能

15、电池的输出电压值。填填充充因因数数（FFFF）是是将将PVPV电电池池的的I-VI-V特特性性与与理理想想电电池池I-VI-V特特性性进进行行比比较较的的一一种种方方式式。填填充充因因数数是是一一个个无无单单位位的的量量，是是衡衡量量电电池池性性能能的的一一个个重重要要指指标标。填填充充因因数数为为1 1被被视视为为理理想想的的电电池池特特性性。一一般般地地，填填充充因因数数在在0.50.50.80.8之之间间。它它实实际际上上等等于于太太阳阳能能电电池池产产生生的的最最大大功功率率除除以理想以理想PVPV电池产生的功率。电池产生的功率。通通常常用用 来来表表示示太太阳阳能能电电池池的的光光电

16、电转转换换效效率率，它它是是太太阳阳能能电电池池的的最最大大输输出出功功率率 与与照照射射在在太太阳阳能能电电池池上上的的入入射射功功率率的的比比值值，明明显显而而直直接接地地反反映映了了太太阳阳能能电电池池的的光光电电转转换换性性能能。其表达式为：其表达式为：太阳能发电系统2Solar Generator System 太太阳阳能能发发电电系系统统由由太太阳阳能能电电池池组组、太太阳阳能能控控制制器器、蓄蓄电电池池（组组）组组成成。如如输输出出电电源源为为交交流流或或，还还需需要要配配置置逆逆变变器器。各部分的作用为：各部分的作用为：（一一）光光伏伏组组件件方方阵阵：由由光光伏伏组组件件按按

17、照照系系统统需需求求串串、并并联联而而成成，在光照时将太阳能转换成电能，是光伏系统的核心部件。在光照时将太阳能转换成电能，是光伏系统的核心部件。（二二）控控制制器器：对对蓄蓄电电池池的的充充、放放电电条条件件加加以以规规定定和和控控制制，并并按按照照负负载载的的电电量量需需求求控控制制光光伏伏组组件件和和蓄蓄电电池池对对负负载载的的电电能能输输出出，是是光光伏伏系统的核心控制部件。系统的核心控制部件。（三三）蓄蓄电电池池：当当光光伏伏组组件件产产生生的的电电脑脑呢呢过过大大于于负负载载所所需需电电能能时时，将将光光伏伏组组件件产产生生的的电电能能储储存存起起来来；当当在在光光照照不不足足或或也

18、也晚晚时时，或或是是负负载载所所需需电电能能大大于于光光伏伏组组件件所所发发的的电电量量时时，将将储储存存的的电电能能释释放放以以满满足足负负载载的电量需求，是光伏系统的储能部件。的电量需求，是光伏系统的储能部件。（四四）逆逆变变器器：如如果果需需要要对对交交流流负负载载供供电电，那那么么就就要要使使用用逆逆变变器器将将太太阳阳能能电电池池组组件件产产生生的的直直电电流流或或者者蓄蓄电电池池释释放放的的直直流流电电转转化化为为负负载载所需的交流电。所需的交流电。太阳能电池组件Solar module 定定义义：按按照照应应用用需需求求，太太阳阳能能电电池池经经过过一一定定的的组组合合，达达到到

19、一一定定的的额额定定输输出出功功率率和和输输出出电电压压的的一一组组光光伏伏电电池池，叫叫光伏组件光伏组件光伏组件中电池的连结方式我们常常把电池片通过并联或者串联结合的方式组成我们常常把电池片通过并联或者串联结合的方式组成电池组件，来满足我们对电压、电流和功率的需要。电池组件，来满足我们对电压、电流和功率的需要。串联方式：把电池片通过串联的方式而结合在一起的串联方式：把电池片通过串联的方式而结合在一起的方式，目的是为了达到我们对高电压的需要。方式，目的是为了达到我们对高电压的需要。并联方式：为了满足我们对更高电流的需要，我们需并联方式：为了满足我们对更高电流的需要，我们需要把电池片通过并联的方

20、式结合起来。要把电池片通过并联的方式结合起来。串联结构并联结构目前我们公司电池组件内电池片的连接都采用的是串目前我们公司电池组件内电池片的连接都采用的是串联方式。联方式。例如：例如：3636片串联组件结构如下所示片串联组件结构如下所示光伏组件中电池的连结方式光伏组件工艺简述下料选片玻璃清洗串焊排版、中检层压、修边焊接连接端子电性能测试边框注胶装边框装接线盒高压测试组件清洗包装.玻璃清洗工序玻璃清洗工序 目的：清除玻璃表面的异物和油脂，使得玻璃目的：清除玻璃表面的异物和油脂，使得玻璃满足我们的工艺要求。满足我们的工艺要求。设备：设备：OROR水处理机，玻璃清洗机水处理机，玻璃清洗机 PPEPPE

21、：洁净棉线手套：洁净棉线手套 工艺简述：钢化玻璃送入玻璃清洗机中，经过刷洗、冲工艺简述：钢化玻璃送入玻璃清洗机中，经过刷洗、冲洗、清洗和风干四步，除掉玻璃表面的异物、油脂和其他离洗、清洗和风干四步，除掉玻璃表面的异物、油脂和其他离子等。子等。光伏组件工艺简述2.2.电池片分选工序电池片分选工序 目的：按照质量和工艺相关要求，对电池片的外观和功目的：按照质量和工艺相关要求，对电池片的外观和功率进行分选。率进行分选。设备：功率分选仪设备：功率分选仪 PPEPPE：洁净棉线手套：洁净棉线手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：功率分选是通过给电池片一个短暂的闪光，：功率分选是通过给电池片一个短暂的闪

22、光，测试它的最大功率，对电池片进行归档。主要通过眼睛的观测试它的最大功率，对电池片进行归档。主要通过眼睛的观察，人工分选电池片外观。察，人工分选电池片外观。光伏组件工艺简述3.3.串焊工序串焊工序 目的：把电池片通过串联的方式连接成电池串。目的：把电池片通过串联的方式连接成电池串。设备：串焊机、电烙铁设备：串焊机、电烙铁 PPEPPE：棉线手套：棉线手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：分选好的电池片送入串焊机中，经定位、涂：分选好的电池片送入串焊机中，经定位、涂抹助焊剂、预热台预热、焊接，冷却后成为电池串。抹助焊剂、预热台预热、焊接，冷却后成为电池串。光伏组件工艺简述4.4.下料工序下料工

23、序 目的：按照产成品组件功率的不同，裁减符合尺寸要求目的：按照产成品组件功率的不同，裁减符合尺寸要求的的EVAEVA和和PETPET。设备：裁料仪设备：裁料仪 PPEPPE：洁净棉线手套，防割手套：洁净棉线手套，防割手套 工艺简述工艺简述：按照工艺部对不同功率的组件中原材料尺寸：按照工艺部对不同功率的组件中原材料尺寸的要求，裁剪适合尺寸的的要求，裁剪适合尺寸的EVAEVA和和PETPET。光伏组件工艺简述5.5.排版和中检排版和中检1 1工序工序 目的：按照组件结构的要求，铺设原材料。目的：按照组件结构的要求，铺设原材料。工具：剪刀，焊烙铁，直尺。工具：剪刀，焊烙铁，直尺。PPEPPE：棉线手

24、套：棉线手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：按照工艺与质量相关要求，把钢化玻璃、电：按照工艺与质量相关要求，把钢化玻璃、电池串、池串、EVAEVA和和PETPET按顺序排放好。排版结束后，在中检台对按顺序排放好。排版结束后，在中检台对其进行电压测试和异物检查。（如下图所示）其进行电压测试和异物检查。（如下图所示）光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述钢化玻璃钢化玻璃EVA电池串电池串EVATPT光光伏伏组组件件内内部部结结构构示示意意：6.层压工序层压工序 目的：是按照一定顺序排好版的组件中各个成分紧密的目的：是按照一定顺序排好版的组件中各个成分紧密的结合在一起。结合在一起。设备：层压机设备：层

25、压机 PPEPPE：隔热手套：隔热手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：通过特定时间和特定温度的控制，使得组件：通过特定时间和特定温度的控制，使得组件中的中的EVAEVA在高温下融化，降温后和钢化玻璃和在高温下融化，降温后和钢化玻璃和PETPET紧密地结紧密地结合在一起。合在一起。光伏组件工艺简述7.7.修边工序修边工序 目的：用刀具修剪掉层压后组件周边多余的目的：用刀具修剪掉层压后组件周边多余的EVAEVA和和PETPET。PPEPPE：防割手套：防割手套 工具：修边刀工具：修边刀 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：按照质量的要求，沿着玻璃边沿滑动刀具，：按照质量的要求，沿着玻璃边沿滑动刀

26、具，把多余的材料划掉。把多余的材料划掉。光伏组件工艺简述8.中检工序：中检工序：目的：检查层压后组件内部是否存在异物以及裂片等。目的：检查层压后组件内部是否存在异物以及裂片等。PPEPPE：棉线手套：棉线手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：通过组件背面的照明系统，正面目光检测组：通过组件背面的照明系统，正面目光检测组件是否存在质量文件中所不允许的问题。件是否存在质量文件中所不允许的问题。光伏组件工艺简述9.9.接线柱工序接线柱工序 目的：在组件背面引出电流的输出端。目的：在组件背面引出电流的输出端。工具：电烙铁工具：电烙铁 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：在组件背板上开孔后，把接线盒中的

27、接线柱：在组件背板上开孔后，把接线盒中的接线柱焊接在组件的正负极上，用于收集组件中所产生的电流。焊接在组件的正负极上，用于收集组件中所产生的电流。光伏组件工艺简述10.10.电性能测试工序电性能测试工序电性能测试工序电性能测试工序 目的：观察组件的电性能情况，确定组件的功率。目的：观察组件的电性能情况，确定组件的功率。设备：电性能测试仪设备：电性能测试仪 PPEPPE：棉线手套：棉线手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：用模拟太阳光照射在组件表面，使它产生电：用模拟太阳光照射在组件表面，使它产生电流，收集后确定该组件电性能是否正常，以及组件的最大功流，收集后确定该组件电性能是否正常，以及组件

28、的最大功率值是多少。率值是多少。光伏组件工艺简述11.11.边框注胶边框注胶 目的：给用于保护组件的铝合金边框槽内注入硅胶。目的：给用于保护组件的铝合金边框槽内注入硅胶。设备：注胶机设备：注胶机 PPEPPE：防滑手套：防滑手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：按照相关质量要求在铝合金边框槽内，适量：按照相关质量要求在铝合金边框槽内，适量的、均匀地注入硅胶。这种硅胶是用于固定组件与边框能紧的、均匀地注入硅胶。这种硅胶是用于固定组件与边框能紧密的结合。密的结合。光伏组件工艺简述12.12.装边框装边框 目的：把组件和铝合金边框按照要求结合起来。目的：把组件和铝合金边框按照要求结合起来。设备：装

29、框机设备：装框机 PPEPPE：防滑手套：防滑手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：把组件的四边插入已经注入硅胶的铝合金边：把组件的四边插入已经注入硅胶的铝合金边框槽中，紧密结合后，用螺钉给与固定。框槽中，紧密结合后，用螺钉给与固定。光伏组件工艺简述13.13.装接线盒工序装接线盒工序 目的：把接线盒通过一定的工艺装到组件的背面上。目的：把接线盒通过一定的工艺装到组件的背面上。PPEPPE：防滑手套：防滑手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：给接线盒上打上硅胶，按照质量文件的要求：给接线盒上打上硅胶，按照质量文件的要求把接线盒粘贴在组件的背面。把接线盒粘贴在组件的背面。光伏组件工艺简述14

30、.14.绝缘测试绝缘测试 目的：检测铝合金边框的漏电流是否满足要求。目的：检测铝合金边框的漏电流是否满足要求。设备：绝缘手套、防滑手套设备：绝缘手套、防滑手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：通过给组件加：通过给组件加2640V2640V的直流高压，动态测试的直流高压，动态测试 时时 间间 3 3秒秒，静静 态态 保保 持持 1 1秒秒，检检 测测 组组 件件 漏漏 电电 流流 是是 否否 在在0.050.07mA0.050.07mA之间。之间。光伏组件工艺简述15.15.包装工序包装工序 目的：根据客户的需求，按照工艺和质量，对包装组件。目的：根据客户的需求，按照工艺和质量，对包装组件。P

31、PEPPE：防滑手套：防滑手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：把组件装入合格的纸箱内，然后打包装带，：把组件装入合格的纸箱内，然后打包装带，完成组件的最后一道工序。完成组件的最后一道工序。光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述16.16.焊带裁剪焊带裁剪 目的：剪切焊带和汇流带目的：剪切焊带和汇流带 设备：自动切割机设备：自动切割机 PPEPPE：防割手套：防割手套 工艺简述工艺简述工艺简述工艺简述：根据排版图纸中对于焊带和汇流带：根据排版图纸中对于焊带和汇流带尺寸的要求，将整卷带材剪切成小段。尺寸的要求，将整卷带材剪切成小段。光伏组件工艺简述17.17.激光划片激光划片 目的：切割电池片到规定

32、的尺寸。目的：切割电池片到规定的尺寸。设备：激光切割机设备：激光切割机 PPEPPE：棕色防护境、防护手套：棕色防护境、防护手套 工艺简述工艺简述：根据工艺规定对存在瑕疵的电池片：根据工艺规定对存在瑕疵的电池片进行切割成可利用的小规格电池片。进行切割成可利用的小规格电池片。ApplicationsnTelecommunications installationsn Roadside signs and lightening nCall Boxes nSolar-powered vehicles nSolar water heating system nSpace flightWherever

33、electricity is needed,the solar cell can be used.Shenzhou VI space capsule光伏组件质量控制4 光光伏伏组组件件加加工工的的企企业业众众多多,很很多多企企业业由由于于使使用用的的生生产产设设备备、采采用用的的工工艺艺、选选用用的的材材料料和和管管理理等等方方面面原原因因,生生产产的的组组件件常常常常存存在在质质量量问问题题和和质质量量隐隐患患。主主要要表表现现在在虚虚标标组组件件功功率率、组组件件电电性性能能一一致致性性差差、功功率率衰衰减减严严重重、热热斑斑现现象象严严重重、EVAEVA大大面面积积发发黄黄、组组件件内内

34、部部腐腐蚀蚀、电电池池片片栅栅线线消消失失、背背板板鼓鼓包包等等方方面面的的问问题题。由由于于组组件件失失效效,轻轻者者光光伏伏组组件件达达不不到到使使用用年年限限的的要要求求,重重者者可可致致发发生生严严重重的的安安全全事事故故。我我们们通通过过对对常常见见问问题题的的分分析析和和试试验验,认认为为有有以下方面的因素。以下方面的因素。（1）电池片原料的因素电池片原料的因素 组件电性能一致性差,功率衰减严重很大程度上与电池片相关,有些组件标称使用期为25年,但23年后就出现了明显电性能一致性差、功率衰减严重的问题,从而达不到使用年限的要求。其主要原因为:电池片的质量不过关,品质不高;检测和分检

35、标准不高,或执行标准不严格。我们认为在整个太阳电池组件生产的过程中,既然电池片的成本占到总成本的80%以上,那么尽量选用高品质的电池片是整个组件生产中首要的质量保证和前提。（2 2）EVAEVA方面的因素方面的因素方面的因素方面的因素 组组件件内内EVAEVA大大面面积积的的黄黄变变、热热斑斑现现象象的的产产生生,现现象象上上是是组组件件内内部部的的EVAEVA与与其其它它物物质质发发生生了了化化学学反反应应,但但本本质质上上是是由由EVAEVA的的材材料料品品质质不不良良、生生产产工工艺艺不不当当和和EVAEVA储储存存环环境境差差引引起起的的。如如果果EVAEVA的的关关联联度度不不良良,

36、性性能能不不稳稳定定,抗抗紫紫外外线线性性能能很很差差,组组件件在在使使用用过过程程中中很很容容易易发发生生热热胀胀冷冷缩缩,有有的的导导致致电电池池片片接接触触电电阻阻增增大大,有有的的导导致致电电池池片片隐隐裂裂或或短短路路,在在强强光光的的照照射射下下,组组件件内内局局部部温温度度可可能能迅迅速速升升高高,甚甚至至出出现现电电池池片片爆爆裂裂,最最终终导导致致太太阳阳电电池池组组件件的的失失效效。另另外外光光伏伏组组件件电电性性能能的的下下降降也也跟跟EVAEVA品品质质具具有有较较大大的的关关联联性性。因因此此,在在使使用用EVAEVA的的过过程程中中,要要严严格格控控制制好好储储存存

37、环环境境,应应将将其其放放置置于于恒恒湿湿、恒恒温温、避避光光、密封的环境中密封的环境中,打开包装后应在打开包装后应在24h24h内使用完毕。内使用完毕。（3）助焊剂的因素助焊剂的因素 组件内部腐蚀、汇流条连接失效很大程度与助焊剂相关,许多生产厂家在选用助焊剂时过于强调助焊效果,忽视助焊剂的腐蚀性因素,在使用中,助焊剂在电池片表面与EVA直接接触,时间一长就会导致问题的产生。正确的方法是选用中性的免清洗助焊剂,提高焊接工艺要求,减少残留物的产生。（4）生产环境与生产设备的因素生产环境与生产设备的因素 保证工作环境的温度、湿度和洁净度,才能生产出高质量的组件产品。如在国内组件加工和生产过程中,其

38、中很多工序采用的是人工操作,容易产生人体污染,工艺中要求,每道工序都应避免裸手直接接触电池片。生产设备的可靠性和先进性也是重要的一方面,如在层压工序中,对层压设备的性能选择很重要,其温控精度1,温度不均匀性2,才能保证组件内无气泡和产品质量。（5）加工工艺的因素加工工艺的因素 在在焊焊接接工工艺艺中中,焊焊接接的的温温度度和和焊焊接接的的时时间间可可能能会会影影响响太太阳阳电电池池组组件件的的焊焊接接质质量量,温温度度太太低低可可能能导导致致操操作作效效率率低低下下,并并可可产产生生虚虚焊焊;温温度度太太高高,会会使使电电池池片片产产生生变变形形,导导致致碎碎片片的的产产生生。实实践践证证明明

39、,在在单单焊焊工工序序中中,焊焊接接温温度度应应保保持持在在370370385385之之间间为为最最佳佳。又又例例如如在在层层压压工工艺艺中中,通通过过真真空空泵泵将将组组件件内内的的空空气气抽抽出出后后,加加热热的的温温度度也也直直接接影影响响电电池池组组件件的的层层压压质质量量,温温度度太太低低组组件件内内部部材材料料粘粘接接力力度度会会降降低低,温温度度太太高高又又可可能能对对组组件件内内的的材材料料产产生生质质变变等等影影响响,实实践践证证明明,加加热热温温度度应应保保持持在在150150155155之之间间最佳。最佳。影响光伏组件的两个效应 一、热斑效应一、热斑效应一、热斑效应一、热

40、斑效应33 传传统统能能源源的的匮匮乏乏，新新能能源源太太阳阳电电池池光光伏伏组组件件，以以其其环环境境适适应应性性强强，能能源源广广，环环境境污污染染少少等等优优势势，得得到到广广泛泛应应用用。从从前前期期的的光光伏伏发发电电站站，到到与与生生活活环环境境紧紧密密联联系系的的与与建建筑筑一一体体化化。然然而而，当当电电池池存存在在裂裂纹纹、电电池池之之间间不不匹匹配配或或是是内内部部连连接接失失效效、互互联联失失效效，以以及及太太阳阳电电池池组组件件上上方方的的遮遮挡挡阴阴影影，都都可可能能引引起起光光伏伏组组件件的的热热斑斑效效应应，导导致致电电池池组组件件不不可可逆逆损损坏坏，甚甚至至使

41、使方方阵阵失失效效。据据国国外外权权威威报报道道，热热斑斑效效应应使使平平板板式式光光伏伏电电池池组组件件的的实实际际使使用用寿寿命命至至少少减减少少10%10%，因因此此，研研究究此此类类因因素素的的影影响响，不不仅仅对对晶晶体体硅硅太太阳阳电电池池光光伏伏组组件件的的设设计计具具有有指指导导性性意意义义，也也有有利利于于对对组组件件输输出出性性能能异异常常进进行行判判断断。目目前前已已有有研研究究人人员员对对热热斑斑成成因因、热热斑斑表表象象进进行行研研究究；也也有有研研究究人人员员对对组组件件进进行行遮遮挡挡并并利利用用matlabmatlab、PspicePspice等软件对组件进行建

42、模、仿真，研究热斑组件电学输出性能。等软件对组件进行建模、仿真，研究热斑组件电学输出性能。二、PID效应效应 电电 位位 诱诱 发发 衰衰 减减 效效 应应（PIDPID PotentiaPotentia lInducedlInduced DegradationDegradation）是是电电池池组组件件长长期期在在高高电电压压作作用用下下，使使玻玻璃璃、封封装装材材料料之之间间存存在在漏漏电电流流，大大量量电电荷荷狙狙击击在在电电池池片片表表面面，使使得得电电池池表表面面的的钝钝化化效效果果恶恶化化，导导致致组组件件性性能能低低于于设设计计标标准准。PIDPID现现象象严严重重时时，会会引引

43、起起一一块块组组件件功功率率衰衰减减50%50%以以上上，从从而而影影响响整整个个组组串串的的功功率率输输出出。高高温温、高高湿湿、高高盐盐碱碱的的沿沿海地区最易发生海地区最易发生PIDPID现象。现象。造成组件造成组件PIDPID现象的原因主要有以下三个方面：现象的原因主要有以下三个方面：1 1）系系统统设设计计原原因因：光光伏伏电电站站的的防防雷雷接接地地是是通通过过将将方方阵阵边边缘缘的的组组件件边边框框接接地地实实现现的的，这这就就造造成成在在单单个个组组件件和和边边框框之之间间形形成成偏偏压压，组组件件所所处处偏偏压压越越高高则则发发生生PIDPID现现象象越越严严重重。对对于于P

44、P型型晶晶硅硅组组件件，通通过过有有变变压压器器的的逆逆变变器器负负极极接接地地，消消除除组组件件边边框框相相对对于于电电池池片片的的正正向向偏偏压压会会有有效效的的预预防防PIDPID现现象象的的发发生生，但但逆逆变变器器负负极极接接地地会会增增加加相相应应的的系系统统建建设设成成本；本；2 2）光光伏伏组组件件原原因因：高高温温、高高湿湿的的外外界界环环境境使使得得电电池池片片和和接接地地边边框框之之间间形形成成漏漏电电流流，封封装装材材料料、背背板板、玻玻璃璃和和边边框框之之间间形形成成了了漏漏电电流流通通道道。通通过过使使用用改改变变绝绝缘缘胶胶膜膜乙乙烯烯醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯（EVA

45、EVA）是是实实现现组组件件抗抗PIDPID的的方方式式之之一一，在在使使用用不不同同EVAEVA封封装装胶胶膜膜条条件件下下，组组件件的的抗抗PIDPID性性能能会会存存在在差差异异。另另外外，光光伏伏组组件件中中的的玻玻璃璃主主要要为为钙钙钠钠玻玻璃璃，玻玻璃璃对光伏组件的对光伏组件的PIDPID现象的影响至今尚不明确；现象的影响至今尚不明确；3 3）电电池池片片原原因因：电电池池片片方方块块电电阻阻的的均均匀匀性性、减减反反射射层层的的厚厚度度和和折折射射率率等等对对PIDPID性性能能都都有有着着不不同的影响。同的影响。上上述述引引起起PIDPID现现象象的的三三方方面面中中，由由在在

46、光光伏伏系系统统中中的的组组件件边边框框与与组组件件内内部部的的电电势势差差而而引引起起的的组组件件PIDPID现现象象被被行行业业所所公公认认，但但在在组组件件和和电电池池片片两两个个方方面面组组件件产产生生PIDPID现现象象的的机机理理尚尚不不明明确确，相相应应的进一步提升组件的抗的进一步提升组件的抗PIDPID性能的措施仍不清楚。性能的措施仍不清楚。光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统光伏阵列接地系统55 接接地地装装置置的的作作用用是是把把雷雷电电流流从从接接闪闪器器尽尽快快地地散散 泄泄到到大大地地中中,对对光光伏伏发发电电系系统统接接地地装装置置的的要要求求是是要要有

47、有足足够够小小的的接接地地电电阻阻和和合合理理的的布布局局。接接地地装装置置的的布布局局类类型型可可按按IEC6230523IEC6230523规规定定的的A A型型装装置置或或B B型型装装置置进进行行设设置置。接接地地装装置置中中接接地地体体埋埋设设深深度度不不应应小小于于0.50.50.8m,0.8m,接接地地装装置置的的材材料料一一般般为为抗抗腐腐蚀蚀能能力力较较强强的的扁扁钢钢或或圆圆钢钢,其其冲冲击击接接地地电电阻阻一一般般不不大大于于1010。如如果果安安装装光光伏伏发发电电系系统统建建筑筑物物有有接接地地装装置置,光光伏伏发发电电系系统统的的各各类类设设备备的的金金属属组组件件

48、可可以以按按合合适适的的方方式式(S(S或或MM型型方方式式)连连接接到到建建筑筑物物的的接接地地装装置置上上;如如果果该该建建筑筑物物无无接接地地装装置置,应应增增设设独独立立接接地地装装置置,使使以上各类金属组件都连接到此接地装置上。以上各类金属组件都连接到此接地装置上。引用引用 11王王秀秀波波.(2010).(2010).太太阳阳能能电电池池概概述述.和和田田师师范范专专科科学学校校学学报报,29(6),192-194.29(6),192-194.2 2王瑶王瑶.(2010).(2010).单晶硅太阳能电池生产工艺的研究单晶硅太阳能电池生产工艺的研究.湖南大学湖南大学.33高高晓晓妮妮

49、,肖肖桃桃云云,姜姜猛猛,丁丁宽宽,牛牛勇勇,&张张臻臻.(2010).(2010).光光伏伏组组件件热斑效应的研究热斑效应的研究.第十一届中国光伏大会暨展览会第十一届中国光伏大会暨展览会.44郑郑军军.(2010).(2010).光光伏伏组组件件加加工工工工艺艺与与质质量量控控制制.新新技技术术新新工工艺艺(3),85-87.(3),85-87.55梅梅勇勇成成,陈陈华华晖晖.(2009).(2009).独独立立太太阳阳能能光光伏伏发发电电系系统统防防雷雷技技术术探探讨讨.气象科技气象科技,37(6),763-766.,37(6),763-766.张利张利.光伏电池特性研究光伏电池特性研究.华北电力大学华北电力大学(保定保定),2008.),2008.