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光伏组件辅材简介科普

发布时间:2022-11-18 16:01:59

光伏组件寿命期的高效率和可靠性是光伏发电质量的两个重要内涵。天合光能长期以来,从光伏组件质量的源头——关键材料抓起,以材料的环境耐久性为考核对象,选用高透过、高阻、高耐候材料,关注光伏组件整个生命周期的性能状况。


01

光伏玻璃

Photovoltaic Glass

玻璃简介:低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃), 在太阳电池3833com金沙线路检测响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达93%以上,对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃两表面。

玻璃厚度:3.2mm(单玻)/2.0+2.0mm(双玻)或者更薄

区分:新型镀膜玻璃(ARC/钢化玻璃/半钢化/涂锡浮法半钢化(双玻背板玻璃)

钢化玻璃自爆:判断是否属于自爆时需要找到起爆点的蝴蝶斑后从厚度方向往往能够看到小黑点,这就是硫化镍结石。此外,应力分布的不均匀也可能会造成自爆,这就需要通过改进钢化工艺过程来提高加热、冷却均匀性,以尽可能减少该部位由于阻挡冷却而形成的表面张应力。

双玻组件优势:更好应对严酷环境,具备更好的绝缘性、防火性、耐风沙、耐腐蚀、零透水率;在完美匹配双面电池实现双面发电的同时拥有更好的抗周转过程EL隐裂的性能。在高温高湿地区,推荐使用零水透的双玻组件:双层玻璃结构,可以隔离大多数的自然界老化因子,在高温高湿地区,双玻组件可以完全隔绝背面水汽进入,从而从根源上杜绝了EVA水解。

可靠性测试:实验测试对比双玻和普通背板组件在 DH TC TC+ HF 等不同加严可靠性测试下的性能表现,实验结果如图,可以看出在不同的可靠性测试项目下,双玻组件的功率衰减均小于背板组件。

 

02

背板

Photovoltaic Backplane

背板简介: 背板位于光伏组件的背面,对电池片起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性(耐压性能)、阻水性(阻隔水汽)、耐老化性(耐紫外、耐腐蚀性能)。全球气候环境多种多样,如热带高湿、寒冷干燥、沙漠干旱、温和环境等,组件所面对的环境压力也各有不同。

背板材料和结构设计: 最常见的有TPXKPXPET类等,其中三明治结构中的T膜(PVF)和K膜(PVDF)是含氟膜层,其主要功能特点是紫外耐受性、阻隔能力好;P层为PET材料,其主要功能特点是绝缘、隔水性能好。

 

03

封装胶膜

Encapsulants

胶膜的结构: EVA封装胶膜主要成分即是乙烯-醋酸乙烯共聚物,当受热发生交联后,其中交联剂分解形成活性自由基,引发EVA分子间反应形成网状结构,生成热固性热熔胶;POE封装胶膜是由茂金属催化的乙烯-α-辛烯共聚得到热塑性弹性体,具有分子质量分布窄的特点,属于高立构规整聚合物。

胶膜的作用:

1. 粘接作用(将玻璃、电池片以及背板粘接成一体);

2. 阻隔空气、水汽;

3. 一定的弹性,缓冲,保护电池片。

性能要求: 

4.   高透光率的要求;

5.   耐紫外特性;

6.   一定交联度下的剥离强度。

表面花纹:

增加与电池片摩擦作用,防止间距不良、层压过程中排气。

 

04

光伏焊带

Photovoltaic Welding Strip

光伏焊带(涂锡铜带): 主要分为互联条和汇流带。互连条主要应用于光伏组件电池片之间的连接,起到导电和收集电池片电流的作用;汇流带主要应用于组件的电池组串之间的连接,将太阳能电池片产生的电流汇集到接线盒内。

焊带电阻: 主要由焊带本身的尺寸规格和铜基材的材质决定。

焊带引起的失效:

①虚焊和过焊:焊接温度过低、助焊剂涂抹不均匀等众多原因会导致虚焊,而焊接温度过高或焊接时间过长会导致过焊。虚焊会导致组件实际使用过程中焊带与电池片脱离,组件功率衰减;过焊会导致电池片内部电极被损坏,直接导致组件功率衰减。

②焊带偏移:由于焊机定位出现异常导致焊带与电池面积接触减少,出现脱层、功率衰减等现象。随着电池片主栅线的增多,焊带宽度(直径)越来越窄,要求焊机定位精度更高。

 

05

接线盒

Photovoltaic Junction Boxes

接线盒的作用: 安装在光伏组件上起传输电流作用,正常使用时有适当的保护以防止外界环境的影响及由于触碰到接线盒内部带电体而可能引起的伤害。

性能要求: 具有良好的电学性能的同时,接线盒的设计与尺寸必须满足使用环境要求,包括:电气、机械、耐热、耐腐蚀和耐候等。同时不能对用户和环境带来危害。

智能接线盒: 传统组件接线盒内部电路由汇流条和二极管构成,没有电子线路板等其它电子部件,光伏系统的MPPT跟踪通过逆变器或控制器来实现。而智能组件,就是在组件中集成了印刷电路板或相关的电子元器件,集成于接线盒内部,用于实现组件级的优化、检测与控制。智能组件实现了从被动控制到主动控制的转变。

 

06

铝合金边框

Aluminum Alloy frame

铝边框的作用: 一是保护玻璃边缘; 二是铝合金结合硅胶打边加强了组件的密封性能; 三是大大提高了组件整体的机械强度; 四是便于组件的安装,运输;四是承载组件与支架的链接载体,通过固定能达到最佳的抗载能力,从单位固定到集成,提升电站系统机械能力。

目前铝边框材质6063-T56005-T6特性研究: T5代表固溶处理加不完全人工时效/T6代表固溶处理加完全人工时效。

①固溶处理:是指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

②不完全人工时效:采用比较低的时效温度或较短的保温时间,获得优良的综合力学性能,即获得比较高的强度,良好的塑性和韧性,但耐腐蚀性能可能比较低。

③完全人工时效:采用较高的时效温度和较长的保温时间,获得最大的硬度和最高的抗拉强度,但伸长率较低。

生产过程中T6型号铝合金通过高温挤压成型,固溶热处理后(淬火)进行人工时效的状态为水冷,而T5型号铝合金高温挤压成型过程冷却,然后进行人工时效的状态为风冷。两种冷却方式相比较,T6水冷后型材硬度会更高,但型材的塑性和韧性会受影响。

目前我国光伏产业在制造业规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列。但光伏行业发展较快,特别是技术进步异常迅速,产业处于快速变革期。优质的光伏组件辅材是组件高效率和可靠性的重要保证,更应该受到行业重视。同时,如何在保证光伏组件的寿命和可靠性的前提下做到高效率低成本,辅材端的降本增效也至关重要。

 

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