降低組件功率衰減 提供組件發(fā)電效率20101216-hunter1

1、2022-4-21降低組件封裝損失提高組件功率輸出 組件設計部組件設計部2011年年12月月2前言前言封裝損失：封裝損失：在組件封裝過程中由封裝材料、生產(chǎn)工藝測試準確度引起的組件實際輸出功率小于理論計算功率的現(xiàn)象稱為封裝損失。封裝損失計算方法，如下：組件實測功率電池面積片數(shù)電池效率輻照強度封裝損失 （1） 100基于STC環(huán)境下測試（大氣質(zhì)量AM1.5，溫度25，輻照強度：1000W/m）以多晶1650990組件為例：封裝損失 （1236.60.1560.156600.1651000） 1001.8即該組件封裝損失為1.8%。3組件結構示意圖組件結構：組件結構：前言前言4測試測試裝框裝框敷設敷

2、設焊焊接接層壓層壓備備料料組件工藝：組件工藝：前言前言5 5分隔頁標題文字 Presentation Title組件封裝損失理論研究分析6組件封裝損失理論研究分析電池及組件等效電路圖如下：電池等效電路組件等效電路 由等效電路圖可知若要增加組件功率輸出需從以下四個方面入手，如下： 1、增加入射光強； 2、減小串聯(lián)電阻； 3、電池匹配性； 4、提高測試準確性；7組件封裝損失理論研究分析8組件結構-電池片布局 電池片與片、串與串之間間隙可因 “零深度聚光效應”而增加組件功率輸出。如下圖所示，某些入射到組件中空白區(qū)的光被反射和散射到太陽電池的表面重新發(fā)電。 優(yōu)化方向：1.調(diào)整電池片、串間隙； 2.綜合

3、析組件實際功率輸出； 3.成本分析；9 由焊帶、匯流帶內(nèi)阻引起組件封裝損失，計算公式如下：由焊帶、匯流帶內(nèi)阻引起組件封裝損失，計算公式如下： P=IP=IR=IR=IL/SL/S 其中其中 P P：由焊帶、匯流帶引起的功率損失；由焊帶、匯流帶引起的功率損失； I I：額定電流；額定電流； ：焊帶、匯流帶電阻率；焊帶、匯流帶電阻率； L L：焊帶、匯流帶長度；焊帶、匯流帶長度； S S：焊帶、匯流帶截面積；焊帶、匯流帶截面積； 優(yōu)化方向：優(yōu)化方向：1. 1. 減短焊帶、匯流帶長度；減短焊帶、匯流帶長度； 2. 2. 增加焊帶、匯流帶截面積；增加焊帶、匯流帶截面積； 組件結構-焊帶、匯流帶10材料

4、選擇-鋼化玻璃鋼化玻璃增透原理：鍍膜玻璃增透原理分析：通過膜層上、下表面反射光線間的干涉起到增透作用。分析：通過玻璃上表面特殊結構，使入射光線形成二次反射，以達到增透作用。異型玻璃增透原理透射率曲線電池響應頻譜組件結構-鋼化玻璃11材料選擇-EVA不同廠家EVA的UV截止波長：EVA透射曲線及透光率，如下：無截止EVA有截止EVAEVA光透射率電池響應光譜：多晶電池相應光譜單晶電池相應光譜12材料選擇-背板高反射率背板+合適的電池間隙有利于組件降低組件封裝損失，提高組件功率輸出。背板對組件封裝損失的影響，如下圖：不同廠家背板反射率，如下表：13分析：二極管漏電流影響正常運行中組件功率輸出，應選

5、擇 漏電流小的二極管。材料選擇-接線盒組件電氣連接圖接線盒圖例二極管結構圖14材料選擇-電池不匹配電池光伏組件電氣連接示意圖，如下：分析：在整塊組件中，電池片均以串聯(lián)形式連接，若其中某片電池同其它電池不匹配，則將影響電路內(nèi)工作電流，從而降低組件功率輸出。15工藝控制-焊接質(zhì)量光伏組件焊接質(zhì)量EL圖，如下：分析：脫焊在增加焊帶與電池片接觸電阻的同時還對電池形成一定傷害，虛焊和開焊僅增加焊帶與電池片之間的接觸電阻，組件內(nèi)阻提高將降低其功率輸出。16工藝控制-EVA交聯(lián)度EVA交聯(lián)度對于其透光率的影響，如下：分析：EVA交聯(lián)度越高其透光率越好，這直接影響組件功率輸出，從而降低組件成本。目前，我公司將

6、EVA控制在85%左右，在滿足材料性能同時，充分提高其透光率。17組件測試-設備性能太陽能模擬儀性能要求，如下：分析：太陽能模擬儀最高級別為3A級，且需要經(jīng)常測試標定，大氣質(zhì)量AM1.5為表示太陽能光譜的一個參數(shù)，模擬儀光源需同AM1.5光譜匹配。18組件測試-參數(shù)設置太陽能模擬儀參數(shù)設置，如下：分析：值：太陽能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對電流測試值進行自動修正；值：太陽能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對電壓測試值進行自動修正；K值：太陽能模擬儀將不同測點擬合成平滑的曲線；1919分隔頁標題文字 Presentation TitleN型組件封裝技術型組件封裝技術20技術難度及先進性降低組件封裝損失難點及先進性分析

7、降低組件封裝損失難點及先進性分析主要因素主要因素技術難點技術難點技術先進性技術先進性結構結構設計設計材料材料選擇選擇 電池片電池片布局布局電池片、串間隙最優(yōu)化，及組電池片、串間隙最優(yōu)化，及組件功率增益最多且原材料成本件功率增益最多且原材料成本增加最少；增加最少；A A 未引入新型原材料，組件壽命可靠；未引入新型原材料，組件壽命可靠；B B 電池片、串間隙增大有利于組件散熱；電池片、串間隙增大有利于組件散熱；C C 可提高組件功率輸出；可提高組件功率輸出；EVAEVAAA 無截止無截止EVAEVA功率增益驗證；功率增益驗證；BB 無截止無截止EVAEVA使用模式確定；使用模式確定；AA 不增加任

8、何成本；不增加任何成本；BB 組件功率相對增益約組件功率相對增益約0.5%0.5%；背板背板AA 背板反射率測定；背板反射率測定；BB 高反射率背板性能驗證。高反射率背板性能驗證。AA 不增加任何成本；不增加任何成本；BB 未引入新材料，組件壽命可靠；未引入新材料，組件壽命可靠；C C 可提高組件功率輸出；可提高組件功率輸出；焊帶、匯焊帶、匯流帶內(nèi)阻流帶內(nèi)阻在保證不降低勞動生產(chǎn)率，不在保證不降低勞動生產(chǎn)率，不提高組件不合格品率前提下優(yōu)提高組件不合格品率前提下優(yōu)化焊帶、匯流帶尺寸；化焊帶、匯流帶尺寸；A A 未引入新型原材料，組件壽命可靠；未引入新型原材料，組件壽命可靠；B B 組件功率增益穩(wěn)定

9、，受其它因素影響小；組件功率增益穩(wěn)定，受其它因素影響??；C C 可提高組件功率輸出；可提高組件功率輸出；鋼化玻璃鋼化玻璃AA 鍍膜玻璃技術及廠家選擇；鍍膜玻璃技術及廠家選擇；BB 鍍膜玻璃組件生產(chǎn)工藝優(yōu)化鍍膜玻璃組件生產(chǎn)工藝優(yōu)化AA 免清洗自清潔，降低光伏系統(tǒng)維護成本；免清洗自清潔，降低光伏系統(tǒng)維護成本；BB 提高太陽斜射時組件發(fā)電效率；提高太陽斜射時組件發(fā)電效率；CC 防反光，減小光污染防反光，減小光污染；DD 降低組件封裝損失降低組件封裝損失1%2%1%2%；21降低組件封裝損失難點及先進性分析降低組件封裝損失難點及先進性分析主要因素主要因素技術難點技術難點技術先進性技術先進性材料材料選擇

10、選擇接線盒接線盒難以測定其功率增益難以測定其功率增益A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 理論分析功率增益是必然的；理論分析功率增益是必然的；電池分檔電池分檔難以測定其功率增益難以測定其功率增益A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 在提高組件功率輸出的同時提高組件質(zhì)量在提高組件功率輸出的同時提高組件質(zhì)量工藝工藝控制控制焊接質(zhì)量焊接質(zhì)量-AA 有利于組件內(nèi)在質(zhì)量；有利于組件內(nèi)在質(zhì)量；BB 減少組件內(nèi)阻，增加發(fā)電量。減少組件內(nèi)阻，增加發(fā)電量。組件組件測試測試設備性能設備性能設備設備3A3A級標定級標定A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 組件測試功率更加準確；組件測試

11、功率更加準確；參數(shù)設置參數(shù)設置溫度系數(shù)、測試時間的優(yōu)化溫度系數(shù)、測試時間的優(yōu)化A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 組件測試功率更加準確；組件測試功率更加準確；標準組件標準組件AA 不同實驗室標準板的比對；不同實驗室標準板的比對；BB 排除校準方式不可靠標準排除校準方式不可靠標準A A 測試數(shù)據(jù)更加準確科學；測試數(shù)據(jù)更加準確科學；B B 不改變組件結構、材料，性能可到不改變組件結構、材料，性能可到2222分隔頁標題文字 Presentation Title組件 相關實驗23組件結構-電池片布局 以不同電池片、串間隙封裝組件，進行功率對比試驗，數(shù)據(jù)如下:分析：1、片、串間隙越大組件功率

12、輸出越高；2、片、串間隙大到一定程度后組件功率輸出呈穩(wěn)定狀態(tài)；3、功率最大差值約3.1W；24焊帶、匯流帶尺寸對組件功率輸出影響實驗過程及數(shù)據(jù)如下：分析：1、焊帶相同、匯流帶不同實際差值1.01W，理論值相差1.1W；2、匯流帶相同，焊帶不同實際差值1.885W，理論差值1.766W；組件結構-焊帶、匯流帶尺寸試驗過程試驗過程試驗數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)25分析：1、6*0.35匯流帶造成層壓后組件碎片率的提升，因 此切換為6*0.29； 2、匯流條擴展項目已在TUV立項，10.12獲得認證；組件結構-焊帶、匯流帶尺寸現(xiàn)生產(chǎn)組件焊帶、匯流帶尺寸優(yōu)化，數(shù)據(jù)如下：26 現(xiàn)有鍍膜玻璃技術有刻蝕法和溶膠凝膠法兩種

13、，經(jīng)分析確定選用溶膠凝膠法鍍膜技術，測試數(shù)據(jù)如下:材料選擇-鍍膜玻璃多晶組件多晶組件單晶組件單晶組件分析：分析：1、受多種因素影響組件功率增益不呈線性變化，但電池效率越高其功率增益越大；2、單晶功率增益高于多晶功率增益，但受測試設備及其它因素不太穩(wěn)定；3、多晶鍍膜玻璃組件功率增益1%2%之間，單晶鍍膜玻璃組件功率增益1.5%2.2%之間。4、TUV P型多晶項目-福萊特單面鍍膜玻璃（2009.10獲得）。 TUVP型單晶項目-思可達雙絨面鍍膜玻璃（2011.1獲得）。27材料選擇-鍍膜玻璃鍍膜玻璃曝曬試驗，數(shù)據(jù)如下：分析：1、經(jīng)過曝曬，非鍍膜玻璃組件光衰減在0.5%以下，鍍膜玻璃組件光衰減在0

14、.5%1%之間；2、相同時間內(nèi)曝曬，接受紫外輻射量鍍膜玻璃組件高于非鍍膜玻璃組件，因此其光衰減較高；28材料選擇-鍍膜玻璃思可達雙絨面鍍膜思可達超白布紋（非鍍膜）亞馬頓布紋單面鍍膜福萊特雙絨面鍍膜福萊特超白布紋（非鍍膜）鍍膜玻璃組件濕熱試驗測試結果，如下：分析：1、非鍍膜玻璃組件，老化后功率衰減1%以下，鍍膜玻璃組件老化后功率衰減1%1.8%，均滿足標準要求；29 無截止EVA應用模式：無截止EVA增加太陽光紫外部分透射率，對背板及其它材料可能存有一定傷害，因此確定其應用模式為：無截止EVA+電池+有截止EVA； 試驗數(shù)據(jù)如下：材料選擇-EVA單晶組件單晶組件多晶組件多晶組件分析：1、無截止E

15、VA多晶組件功率相對增益值0.53%，單晶組件功率相對增益值0.87%；2、與多晶電池相比單晶電池在紫外光部分發(fā)電更為明顯；30材料選擇-EVA白色EVA封裝組件功率對比，數(shù)據(jù)如下：分析：白色EVA較透明EVA功率平均增益約1.13W，白色EVA的反射率高于背板反射率；31材料選擇-EVA無截止EVA UV老化測試數(shù)據(jù)如下：無截止EVA UV老化測試后照片如下：分析：無截止EVA+電池+有截止EVA模式滿足UV測試要求，但背板條由于EVA條位移容易外露，因此，將EVA條尺寸增大，并在 工藝上進行控制；32材料選擇-背板不同廠家背板封裝組件功率損失試驗，數(shù)據(jù)如下：分析：東洋背板較臺虹背板反射率高

16、10%，其平均功率增益約1.536W，相對增益值約0.6%；33材料選擇-電池驗證不同分檔形式電池生產(chǎn)的組件功率輸出試驗，數(shù)據(jù)如下：分析：不同分檔形式電池封裝組件，功率輸出差異不大。34 經(jīng)驗證Halm模擬儀光譜匹配性差，后經(jīng)同Halm模擬儀廠家溝通，將一層濾光片調(diào)整為兩層濾光片，保證Halm模擬儀Class A級光譜匹配性要求，確保測試數(shù)據(jù)的準確性，數(shù)據(jù)如下：組件測試-設備性能 分析：光譜匹配是太陽能模擬儀測試準確的基石，因此對其的標 定具有重大。 N型電池光譜響應特殊-響應時間長。但原Halm硬件設備不能滿足該，通過和廠家溝通，對halm電源充電設備進行了更換。35 找到適合N型組件最合適

17、的測試時間，于是將原來測試時間15ms增大到30ms，使得組件封裝損失降低了0.4%-0.8%。組件測試-參數(shù)設置分析：隨測試時間的延長，組件輸出功率不斷提高，但30ms38ms時組件輸出功率不再提升，則30ms為一理想的測試點，既保證測試數(shù)據(jù)的準確性又滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。36對太陽能模擬儀溫度系數(shù)進行優(yōu)化，參數(shù)設置如下：組件測試-參數(shù)設置分析：根據(jù)標準標定實驗室提供的參數(shù)，初步設定我公司太陽能模擬儀測試參數(shù)，并進行了測試驗證，滿足公司組件測試要求。371、驗證不同實驗室對新型組件標定的準確性，同時與其溝通標定方法，淘汰一些實驗室的標準組件。2、采用Halm模擬儀的正向與反向掃描對各標準板進行驗證；3、經(jīng)對標準組件重新標定使得封裝衰減由7