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(shè)計(jì)部組件設(shè)計(jì)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(guò)程中由封裝材料、生產(chǎn)工藝測(cè)試準(zhǔn)確度引起的組件實(shí)際輸出功率小于理論計(jì)算功率的現(xiàn)象稱為封裝損失。封裝損失計(jì)算方法，如下：組件實(shí)測(cè)功率電池面積片數(shù)電池效率輻照強(qiáng)度封裝損失 （1） 100基于STC環(huán)境下測(cè)試（大氣質(zhì)量AM1.5，溫度25，輻照強(qiáng)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(jié)構(gòu)示意圖組件結(jié)構(gòu)：組件結(jié)構(gòu)：前言前言4測(cè)試測(cè)試裝框裝框敷設(shè)敷

2、設(shè)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(yè)標(biāo)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(gè)方面入手，如下： 1、增加入射光強(qiáng)； 2、減小串聯(lián)電阻； 3、電池匹配性； 4、提高測(cè)試準(zhǔn)確性；7組件封裝損失理論研究分析8組件結(jié)構(gòu)-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(yīng)”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(yáng)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(shí)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(jì)算公式如下：由焊帶、匯流帶內(nèi)阻引起組件封裝損失，計(jì)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(zhǎng)度；焊帶、匯流帶長(zhǎng)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(zhǎng)度；減短焊帶、匯流帶長(zhǎng)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(jié)構(gòu)-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(guò)膜層上、下表面反射光線間的干涉起到增透作用。分析：通過(guò)玻璃上表面特殊結(jié)構(gòu)，使入射光線形成二次反射，以達(dá)到增透作用。異型玻璃增透原理透射率曲線電池響應(yīng)頻譜組件結(jié)構(gòu)-鋼化玻璃11材料選擇-EVA不同廠家EVA的UV截止波長(zhǎng)：EVA透射曲線及透光率，如下：無(wú)截止EVA有截止EVAEVA光透射率電池響應(yīng)光譜：多晶電池相應(yīng)光譜單晶電池相應(yīng)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(duì)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(yùn)行中組件功率輸出，應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shí)還對(duì)電池形成一定傷害，虛焊和開(kāi)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(duì)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(shí)，充分提高其透光率。17組件測(cè)試-設(shè)備性能太陽(yáng)能模擬儀性能要求，如下：分析：太陽(yáng)能模擬儀最高級(jí)別為3A級(jí)，且需要經(jīng)常測(cè)試標(biāo)定，大氣質(zhì)量AM1.5為表示太陽(yáng)能光譜的一個(gè)參數(shù)，模擬儀光源需同AM1.5光譜匹配。18組件測(cè)試-參數(shù)設(shè)置太陽(yáng)能模擬儀參數(shù)設(shè)置，如下：分析：值：太陽(yáng)能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)電流測(cè)試值進(jìn)行自動(dòng)修正；值：太陽(yáng)能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)電壓測(cè)試值進(jìn)行自動(dòng)修正；K值：太陽(yáng)能模擬儀將不同測(cè)點(diǎn)擬合成平滑的曲線；1919分隔頁(yè)標(biāo)題文字 Presentation TitleN型組件封裝技術(shù)型組件封裝技術(shù)20技術(shù)難度及先進(jìn)性降低組件封裝損失難點(diǎn)及先進(jìn)性分析

7、降低組件封裝損失難點(diǎn)及先進(jìn)性分析主要因素主要因素技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)先進(jìn)性技術(shù)先進(jìn)性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(wú)截止無(wú)截止EVAEVA功率增益驗(yàn)證；功率增益驗(yàn)證；BB 無(wú)截止無(wú)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(duì)增益約組件功率相對(duì)增益約0.5%0.5%；背板背板AA 背板反射率測(cè)定；背板反射率測(cè)定；BB 高反射率背板性能驗(yàn)證。高反射率背板性能驗(yàn)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(dòng)生產(chǎn)率，不在保證不降低勞動(dòng)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??；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(shù)及廠家選擇；鍍膜玻璃技術(shù)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(hù)成本；免清洗自清潔，降低光伏系統(tǒng)維護(hù)成本；BB 提高太陽(yáng)斜射時(shí)組件發(fā)電效率；提高太陽(yáng)斜射時(shí)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(diǎn)及先進(jìn)性分析降低組件封裝損失難點(diǎn)及先進(jìn)性分析主要因素主要因素技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)先進(jìn)性技術(shù)先進(jìn)性材料材料選擇

10、選擇接線盒接線盒難以測(cè)定其功率增益難以測(cè)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(cè)定其功率增益難以測(cè)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(shí)提高組件質(zhì)量在提高組件功率輸出的同時(shí)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(cè)試測(cè)試設(shè)備性能設(shè)備性能設(shè)備設(shè)備3A3A級(jí)標(biāo)定級(jí)標(biāo)定A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 組件測(cè)試功率更加準(zhǔn)確；組件測(cè)試

11、功率更加準(zhǔn)確；參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置溫度系數(shù)、測(cè)試時(shí)間的優(yōu)化溫度系數(shù)、測(cè)試時(shí)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(cè)試功率更加準(zhǔn)確；組件測(cè)試功率更加準(zhǔn)確；標(biāo)準(zhǔn)組件標(biāo)準(zhǔn)組件AA 不同實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)板的比對(duì)；不同實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)板的比對(duì)；BB 排除校準(zhǔn)方式不可靠標(biāo)準(zhǔn)排除校準(zhǔn)方式不可靠標(biāo)準(zhǔn)A A 測(cè)試數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確科學(xué)；測(cè)試數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確科學(xué)；B B 不改變組件結(jié)構(gòu)、材料，性能可到不改變組件結(jié)構(gòu)、材料，性能可到2222分隔頁(yè)標(biāo)題文字 Presentation Title組件 相關(guān)實(shí)驗(yàn)23組件結(jié)構(gòu)-電池片布局 以不同電池片、串間隙封裝組件，進(jìn)行功率對(duì)比試驗(yàn)，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(duì)組件功率輸出影響實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)如下：分析：1、焊帶相同、匯流帶不同實(shí)際差值1.01W，理論值相差1.1W；2、匯流帶相同，焊帶不同實(shí)際差值1.885W，理論差值1.766W；組件結(jié)構(gòu)-焊帶、匯流帶尺寸試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)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(kuò)展項(xiàng)目已在TUV立項(xiàng)，10.12獲得認(rèn)證；組件結(jié)構(gòu)-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(shù)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(shù)，測(cè)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(cè)試設(shè)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(xiàng)目-福萊特單面鍍膜玻璃（2009.10獲得）。 TUVP型單晶項(xiàng)目-思可達(dá)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(yàn)，數(shù)據(jù)如下：分析：1、經(jīng)過(guò)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(shí)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(dá)雙絨面鍍膜思可達(dá)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(yàn)測(cè)試結(jié)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(biāo)準(zhǔn)要求；29 無(wú)截止EVA應(yīng)用模式：無(wú)截止EVA增加太陽(yáng)光紫外部分透射率，對(duì)背板及其它材料可能存有一定傷害，因此確定其應(yīng)用模式為：無(wú)截止EVA+電池+有截止EVA； 試驗(yàn)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(wú)截止E

15、VA多晶組件功率相對(duì)增益值0.53%，單晶組件功率相對(duì)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(duì)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(wú)截止EVA UV老化測(cè)試數(shù)據(jù)如下：無(wú)截止EVA UV老化測(cè)試后照片如下：分析：無(wú)截止EVA+電池+有截止EVA模式滿足UV測(cè)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(jìn)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(yàn)，數(shù)據(jù)如下：分析：東洋背板較臺(tái)虹背板反射率高

16、10%，其平均功率增益約1.536W，相對(duì)增益值約0.6%；33材料選擇-電池驗(yàn)證不同分檔形式電池生產(chǎn)的組件功率輸出試驗(yàn)，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(yàn)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(jí)光譜匹配性要求，確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)如下：組件測(cè)試-設(shè)備性能 分析：光譜匹配是太陽(yáng)能模擬儀測(cè)試準(zhǔn)確的基石，因此對(duì)其的標(biāo) 定具有重大。 N型電池光譜響應(yīng)特殊-響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。但原Halm硬件設(shè)備不能滿足該，通過(guò)和廠家溝通，對(duì)halm電源充電設(shè)備進(jìn)行了更換。35 找到適合N型組件最合適

17、的測(cè)試時(shí)間，于是將原來(lái)測(cè)試時(shí)間15ms增大到30ms，使得組件封裝損失降低了0.4%-0.8%。組件測(cè)試-參數(shù)設(shè)置分析：隨測(cè)試時(shí)間的延長(zhǎng)，組件輸出功率不斷提高，但30ms38ms時(shí)組件輸出功率不再提升，則30ms為一理想的測(cè)試點(diǎn)，既保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性又滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。36對(duì)太陽(yáng)能模擬儀溫度系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，參數(shù)設(shè)置如下：組件測(cè)試-參數(shù)設(shè)置分析：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)室提供的參數(shù)，初步設(shè)定我公司太陽(yáng)能模擬儀測(cè)試參數(shù)，并進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，滿足公司組件測(cè)試要求。371、驗(yàn)證不同實(shí)驗(yàn)室對(duì)新型組件標(biāo)定的準(zhǔn)確性，同時(shí)與其溝通標(biāo)定方法，淘汰一些實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)組件。2、采用Halm模擬儀的正向與反向掃描對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行驗(yàn)證；3、經(jīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)組件重新標(biāo)定使得封裝衰減由7