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一文了解光伏组件结构

发布时间:2023-08-31点击:393


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。


▲图|爱康210mm半片异质结高效电池



02. 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。



03. 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。最后,胶膜还能在组件生产、存储、安装和使用过程中起到结构支撑和定位电池的作用。


按照材料来看,主流胶膜主要有EVA、POE、EPE、PVB。EVA胶膜为主流的光伏封装胶膜,透光性好、加工性能好、供应稳定且成本较低,但存在高水汽渗透、低抗冲击性、抗PID性能不稳定等缺点。POE胶膜水汽透过率低、抗PID性能好,适用于双玻组件、N型组件的封装,但加工属性差、成本高。



04. 背板

光伏背板是用作背面保护的封装材料,一般用于单玻组件。光伏背板分为含氟背板和非氟背板,含氟背板有TPT、TPE、TPC、CPC,非氟背板有PET、PA/PO等。


光伏背板主要用于抵抗湿热等环境对电池片、胶膜等材料的侵蚀,起到耐腐蚀、耐候、防氧化及绝缘保护作用,可以有效延长组件的使用寿命。白色背板反射率高,能提高组件的转换效率。同时,红外反射率高的特性,也便于降低组件的工作温度。


05. 边框

光伏边框是安装于玻璃外延的边框,主要用于固定、密封太阳能电池组件,便于光伏组件的运输与安装。边框的安装,有利于保护玻璃边缘,加强光伏组件密封性能。同时,边框是承载组件与支架的链接载体,边框的使用,可以提高组件整体的机械强度和抗载能力,从而延长组件寿命。



06. 焊带

光伏焊带是在铜带表面涂敷锡基焊料形成的复合导电材料,应用于光伏电池片的串联或并联,发挥汇集电流和导电的作用,是光伏组件焊接过程中的重要材料。


光伏焊带分为互连焊带和汇流焊带。互连焊带用于连接光伏电池片,收集、传输光伏电池片电流。汇流焊带用于汇集电池串产生的电流,并引出至接线盒内。焊带对于电流收集有直接影响,进而影响组件的功率及发电效率。


行业早期使用的是平焊带,随着行业发展,目前高效组件均采用圆焊带。



07. 硅胶

硅胶主要用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件,粘接边框与玻璃、接线盒与背板(或玻璃),起到密封和连接作用


根据使用位置的不同,硅胶分为密封胶和灌封胶。密封胶使用在边框卡槽内和接线盒与背板底部,灌封胶一般用于接线盒内部,主要作用是保护接线盒内部电路。


08. 接线盒

接线盒主要由接线盒盖、密封圈、二极管、散热装置、盒体、导线、连接器组成。接线盒的主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路进行连接。可以对光伏组件引出线起到密封、防水防尘的作用。接线盒还有保护光伏组件系统运行安全的作用,如果组件发生短路,接线盒会自动断开短路电池串,防止整个系统被烧坏。


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