太陽(yáng)能電池的內(nèi)部是由哪些組件構(gòu)成的?
太陽(yáng)能電池組件是具有內(nèi)部聯(lián)接及封裝的、能夠單獨(dú)提供直流電輸出的最小不可分割的太陽(yáng)能電池片組合裝置,是由高效單晶/多晶太陽(yáng)能電池片、低鐵超白絨面鋼化玻璃、EVA、TPT,互聯(lián)條,匯流條,背板以及鋁合金邊框組成,其組件種類有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池與非晶硅太陽(yáng)能電池三類。太陽(yáng)能電池板的核心組成部分是太陽(yáng)能電池片,一般說(shuō)來(lái),每個(gè)電池板所用電池片的電特性要基本一致,否則將在電性能不好或被遮擋的電池(問(wèn)題電池)上產(chǎn)生所謂熱斑效應(yīng)。
為防止熱斑產(chǎn)生應(yīng)該在每一片電池上都并聯(lián)一個(gè)旁路二極管,在當(dāng)電池發(fā)生問(wèn)題或被遮擋時(shí),其它電池產(chǎn)生的大于問(wèn)題電池的電流將被旁路二極管旁路。而事實(shí)上,在每一片電池上都并聯(lián)一個(gè)二極管是不現(xiàn)實(shí)的。一般在太陽(yáng)能電池組件上是18片(36片或54片電池串聯(lián)的組件)或24片(72片電池串聯(lián)的組件)電池串聯(lián)后并聯(lián)一個(gè)二極管。
光伏玻璃
由于單體太陽(yáng)能光伏電池機(jī)械強(qiáng)度差,容易破裂;空氣中的水分和腐蝕性氣體會(huì)逐漸氧化和銹蝕電極,無(wú)法承受露天工作的嚴(yán)酷條件;同時(shí)單體光伏電池的工作電壓通常較小,難以滿足一般用電設(shè)備的需要。因此太陽(yáng)能電池片通常被EVA 膠片密封在一片封裝面板和一片背板的中間,組成具有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨(dú)提供直流電輸出的、不可分割的光伏組件。若干個(gè)光伏組件、逆變器、其他電器配件組成光伏發(fā)電系統(tǒng)。
封裝膠膜(EVA)
太陽(yáng)能電池封裝膠膜處于太陽(yáng)能電池組件的中間位置,包裹住電池片并與玻璃及背板相互粘結(jié)。太陽(yáng)能電池封裝膠膜的主要作用包括:為太陽(yáng)能電池線路裝備提供結(jié)構(gòu)支撐、為電池片與太陽(yáng)能輻射提供最大光耦合、物理隔離電池片及線路、傳導(dǎo)電池片產(chǎn)生的熱量等。因此,封裝膠膜產(chǎn)品需要具有高水汽阻隔率、高可見(jiàn)光透過(guò)率、高體積電阻率、耐候性能和抗PID性能等特性。
電池片
硅太陽(yáng)能電池是一種典型的二端器件,兩個(gè)端子分別在硅片的受光面和背光面。主要作用就是發(fā)電,發(fā)電主體市場(chǎng)上主流的是晶體硅太陽(yáng)電池片、薄膜太陽(yáng)能電池片,兩者各有優(yōu)劣晶體硅太陽(yáng)能電池片,設(shè)備成本相對(duì)較低,但消耗及電池片成本很高,但光電轉(zhuǎn)換效率也高,在室外陽(yáng)光下發(fā)電比較適宜薄膜太陽(yáng)能電池,相對(duì)設(shè)備成本較高,但消耗和電池成本很低,但光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)晶體硅電池片一半多點(diǎn),但弱光效應(yīng)非常好,在普通燈光下也能發(fā)電。
光伏發(fā)電的原理:當(dāng)光子照射到金屬上時(shí),它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬原子內(nèi)部的庫(kù)侖力做功,離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái),成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子,形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差,成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。
背板
太陽(yáng)能背板是一種位于太陽(yáng)能電池組件背面的光伏封裝材料,在戶外環(huán)境下主要用于保護(hù)太陽(yáng)能電池組件,抵抗光濕熱等環(huán)境因素對(duì)封裝膠膜、電池片等材料的侵蝕,起到耐候絕緣保護(hù)作用。由于背板位于光伏組件背面的最外層,直接與外部環(huán)境相接觸,因而其須具備優(yōu)異的耐高低溫、耐紫外輻照、耐環(huán)境老化和水汽阻隔、電氣絕緣等性能,以滿足太陽(yáng)能電池組件25年的使用壽命。隨著光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)發(fā)電效率要求的不斷提升,部分高性能太陽(yáng)能背板產(chǎn)品還具有較高的光反射率,以提高太陽(yáng)能組件的光電轉(zhuǎn)化效率。
光伏逆變器
在太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程中,光伏陣列所發(fā)的電能為直流電能,然而許多負(fù)載需要交流電能。直流供電系統(tǒng)存在很大的局限性,不便于變換電壓,負(fù)載應(yīng)用范圍也有限,除特殊用電負(fù)荷外,均需要使用逆變器將直流電變換為交流電。光伏逆變器是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的心臟,其將光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電通過(guò)電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為生活所需的交流電,是光伏電站最重要的核心部件之一。