電池板模塊國內(nèi)外成果

電池板模塊透明模塊

夏普公司于2012年10月1日上市透明太陽能電池模塊“N A- B095AA”。如果應(yīng)用于窗戶、陽臺欄桿及房檐等處，可當(dāng)作在遮擋部分直射陽光的同時進(jìn)行發(fā)電的節(jié)能玻璃使用。 為了使之透明,在薄膜硅型太陽能電池上加工了細(xì)微的縫隙。有縫隙的部分不能發(fā)電 ，因此模塊轉(zhuǎn)換效率僅為.6 8 %。而普 薄膜硅型太陽能電池的模塊轉(zhuǎn)換效率約為10%。除去端子箱。模塊外形尺寸為1402mm x 1001m m x 9.5mm, 最大輸 出功率為95w。

電池板模塊高效率模塊

三洋電機(jī)日前宣布，成功開發(fā)出在日本國內(nèi)廠商中功率最高的270W太陽能電池模塊一“270W HIT太陽能電池模塊”，2006年1月將首先在歐洲上市。

在歐洲，公共事業(yè)和工業(yè)用途領(lǐng)域采用大型太陽能電池系統(tǒng)的比例非常高，如果能夠在設(shè)置系統(tǒng)時減少模塊數(shù)量，不僅能夠減少用于固定模塊的材料，還能削減安裝工時，因此需要大功率模塊三洋電機(jī)表示，通過使用此次開發(fā)的模塊，與該公司200W的老產(chǎn)品相比，可減少約250。的模塊用量所開發(fā)的模塊由8列12排總計(jì)96枚125mm見方的電池單元構(gòu)成模塊的轉(zhuǎn)換效率為16.2000每枚模塊的面積為1.66mZ，重量為24kg三洋電機(jī)的HIT是一種由薄膜非晶硅和單晶硅組成的太陽能電池，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高 。

在安裝太陽能電池模塊時主要考慮是否為并網(wǎng)裝置，以及所需要的功率大小，陽光強(qiáng)度和安裝位置的條件（如屋頂?shù)膬A斜度等）。裝置大小由功率大小決定。最小的獨(dú)立型裝置功率只有幾瓦，家用太陽能發(fā)電裝置功率大約是2~4kW。大型太陽能建筑一體化的裝置功率可能達(dá)到幾百kW，而大型地面安裝的裝置可以達(dá)到幾MW。此外安裝模塊處的緯度，朝向和傾斜度也有影響。

電池板模塊功率因素

一般而言10㎡的太陽能電池模塊功率可達(dá)1kW，但也因太陽能電池所用材料而有所不同，1㎡單晶硅電池方陣所提供的有用功率為90~110kW/年，而1㎡三結(jié)薄膜太陽能電池提供的有用功率為60~80kW/年。

電池板模塊便捷性因素

安裝太陽能電池模塊的簡便性也很重要，與尺寸大小無關(guān)。安裝公司及供應(yīng)商都同樣喜歡無故障的安裝工程。

電池板模塊費(fèi)用質(zhì)量因素

安裝費(fèi)用也是一個重要考慮因素。太陽能電池模塊的質(zhì)量保證是至關(guān)重要的。因此必須有合格的資質(zhì)證明機(jī)構(gòu)的質(zhì)量保證文件。歐洲的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般為：IEC 61215，IEC61646等

電池板模塊其他因素

其它要考慮的因素還有：在照射的光線較弱時模塊的性能，模塊安裝地的溫度，模塊的自清潔能力（一般傾斜度為15度），模塊化的結(jié)構(gòu)（需要時現(xiàn)有的模塊可以擴(kuò)展），系統(tǒng)抗故意破壞的能力，回收的可能性，以及安裝系統(tǒng)的適應(yīng)性，框架的顏色等等。

電壓波動

太陽能電池模塊很少能在正常的操作條件下工作，因?yàn)殛柟廨椛浜蜏囟仁遣粩嘧兓?。額定的太陽能電池模塊輸出功率是按標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）測得的，但這些條件很少能符合實(shí)際使用條件。因此其操作性能可能是額定功率的85%~90%。但有些模塊功率也會高于額定值。

陽光輻射會在最大程度上影響模塊電流。當(dāng)輻射量減小一半，功率也降低一半。而額定電壓卻保持相對穩(wěn)定（當(dāng)大量模塊串聯(lián)時其影響也會累積增大，電壓會下降40V）。模塊電壓主要受溫度變化的影響，在歐洲的STC條件下夏季的電壓波動可達(dá)-8V，冬季時可達(dá)10V，當(dāng)有大量模塊串聯(lián)時能達(dá)到100V。高溫時功率會比在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下降低35%。這就是為什么模塊安裝時必須保證其有良好的通風(fēng)而且制造商也試圖讓產(chǎn)品具有最好的導(dǎo)熱性能。

熱島效應(yīng)與旁通二極管

在有些操作條件下，有陰影的太陽能電池會發(fā)熱以至破壞電池，這就是所謂的熱島效應(yīng)。當(dāng)電池的某一部分被遮蓋時就會發(fā)生這種情況，例如一片樹葉落在太陽能電池模塊上面時，被遮蓋的電池顯然就不產(chǎn)生電流，反而會成為一種負(fù)荷--使其它電池產(chǎn)生逆向電流。為了防止熱島效應(yīng)擴(kuò)大，就內(nèi)置一個旁路-旁通二極管，將電流改道繞過這個被遮蓋的電池。通常每18~20個電池設(shè)置一個旁通二極管。如果一個標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池模塊有36~40個電池，就要設(shè)置二個旁通二極管，可以流過最大電流就是短路電流。在獨(dú)立的PV電池模塊中通常采用一個短路負(fù)荷控制器?？蚣苣芙o模塊以更加穩(wěn)定的保護(hù)?？蚣芤话阌醚趸X或鋁合金制成。對氣候有最大的抗力和耐用性。但也有用銀色和黑色的。

每一個單獨(dú)的太陽能電池功率都很小，因此模塊內(nèi)部都以電池串的形式聯(lián)接在一起。每塊電池板的上面（負(fù)極）與下一個電池的背面（正極）焊接，雖然可以手工操作，但通常還是采用薄片串的自動化工藝加工。每一串的末端都伸出最后一個電池的邊緣以供電氣聯(lián)接。聯(lián)接之后，脆弱的太陽能電池就需要加上適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層以承受外部的機(jī)械應(yīng)力，氣候條件的變化和濕度等。因此人們首先在聯(lián)接端嵌入透明的粘接材料粘貼，同時也進(jìn)行絕緣。然后把電池串片夾在前面和背面兩層薄片中。前面是對光線敏感面，材料必須是透明的，一般使用超白絨面玻璃，諸如高透光率的太陽玻璃。

電池板模塊封裝工藝

封裝工藝在玻璃和太陽能電池之間提供了光學(xué)連接和保護(hù)。所選的材料應(yīng)能粘貼上面和背面的薄層，而且其組分不會隨時間的推移損害PV電池，也不會因紫外線和濕度而改變組分。因?yàn)榘l(fā)生任何半透明情況都會極大地降低模塊的性能。粘貼必須保證牢靠，不會發(fā)生脫層。用于晶體硅電池的封裝材料主要是EVA。PV電池串的EVA封裝在真空室（真空層壓器）里進(jìn)行。一般包括三道工序：第一道工序是將所有的組件疊放在一起， 放入真空室（不能有任何氣泡和錯位），第二道工序是加熱加壓，（仍在真空狀態(tài)下）此時箔開始融化，并完全包裹住電池，將所有的組件“沾濕”。第三道工序是再加熱，使EVA相互交鏈，(crosslink) 這一道工序改變了聚合物的結(jié)構(gòu)，使其在太陽光的充分照射下也不會再軟化。軟化會使太陽能電池組件移位。但有些制造商采用PVB（聚乙烯醇縮丁醛）箔作為封裝材料，應(yīng)用在玻璃-玻璃（前面-背面）的模塊封裝中。

電池板模塊常用封裝材料

低離子的太陽玻璃允許91%的入射光線穿透，近年來開發(fā)的太陽玻璃穿透率達(dá)96%。其功率比標(biāo)準(zhǔn)的太陽玻璃高3.5%。PV電池背面是一種不透明的材料，歐洲的制造商一般采用一種叫TPT的箔，用多層PVF（聚氟乙烯）制成。亞洲的制造商傾向于使用金屬氧化物作為背面材料。背面有時也用通常的硬化玻璃片制成。這種兩面都透明的模塊一般用作玻璃面的屋頂和建制物的幕墻。

PVB是一種標(biāo)準(zhǔn)的層壓玻璃用的安全材料。過去曾經(jīng)用在光伏產(chǎn)業(yè)中，但因?yàn)槠湓谒魵庵袝兊媚：皇軞g迎。但近來的研究表明PVB在玻璃--玻璃（前面--背面）的模塊的制造中有其優(yōu)勢，而最新的PVB箔在保持透明度方面有與EVA同樣的性能。PVB的另一個優(yōu)點(diǎn)是用于玻璃面的屋頂和建筑一體化的幕墻時能滿足建筑規(guī)范的要求。而EVA在粘接玻璃時因粘貼力太弱而不能滿足上部沖擊力的標(biāo)準(zhǔn)要求。PVB和其它熱塑性材料在組件用完報(bào)廢或損壞時可以回收用作再次封裝的材料。

偶爾也有用Teflon（特氟?。┳鳛榉庋b材料，主要用于小量特殊的模塊封裝。在用為填充材料時模塊尺寸可達(dá)2.5×3.8m。

從輸出曲線可以看出，電池板的輸出電流隨著輸出電壓的增大先基本保持不變，然后快速減??；輸出功率隨著電壓的不斷增大，先增大再減小。此外，電池板最大功率處所對應(yīng)的電壓值會隨著并聯(lián)電池板的數(shù)量增加而減小，但當(dāng)并聯(lián)電池板數(shù)量超過3時輸出曲線就基本保持不變；最大功率峰值會隨著串聯(lián)電池板數(shù)量的增加先增大，當(dāng)串聯(lián)電池板數(shù)量超過一定值時最大功率值開始保持不變。而且太陽能電池板的輸出功率隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大，隨著溫度的升高而減小，所以光伏照明系統(tǒng)中，電池板應(yīng)盡可能在低溫的條件下增強(qiáng)光照強(qiáng)度。

化石能源即將枯竭現(xiàn)狀的威逼和日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題的壓力，使得儲量無限、使用清潔無污染的太陽能成為人們所青睞的能源之一。而光電轉(zhuǎn)換是太陽能利用的主要手段，太陽能電池板則是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換必不可少的器件。在電量消耗中照明用電占總用電量的14%，所以研究光伏LED照明系統(tǒng)符合綠色節(jié)能的發(fā)展理念。而其中太陽能電池板的特性是整個系統(tǒng)研究應(yīng)用的基本出發(fā)點(diǎn)，掌握了電池板的輸出特性就能選擇合適的跟蹤方法對其最大功率點(diǎn)準(zhǔn)確跟蹤，提高光電轉(zhuǎn)換率。根據(jù)電池板的輸出曲線和跟蹤方法可以檢驗(yàn)對電池板最大功率點(diǎn)的跟蹤效果，以使整個光伏照明系統(tǒng)高效可靠。自從電池板的出現(xiàn)，對其特性的研究就未曾間斷過。只是等效電路中的并聯(lián)電阻容易在簡化的分析中被忽略，這對單板的特性研究影響較小，但在電池板組件的組裝使用過程中，這種影響以及產(chǎn)生的誤差就不得不被考慮。