前言 

       为了获得所需的电流电压和输出功率，同时也为了保护电池不受机械损伤和环境损害，必须将若干单片电池串并联连接并封装成组件。一般情况下，封装后的组件的输出功率（实际功率）小于所有电池片的功率值之和（理论功率），我们称之为封装损失（power loss），计算方法为： 

封装损失=(理论功率－实际功率)／理论功率 

       如果封装损失值较高的话，制作出的组件的输出功率达不到设计要 求，有可能出现客户投诉，对组件公司产生不良影响，造成经济损害。反之，如果能够降低封装损失，组件输出功率的增加也会带来收益的提高，组件配置的电池片所需效率可以减少，间接降低了生产成本。 

       本文分别从光学损失和电学损失两方面分析和讨论了可能影响封装损失的因素，得到了一些初步的结论，可为组件公司提高产品性能提供参考。另外我们只针对组件封装时的功率损失进行了研究，未涉及电池片光致衰减（LID）导致的组件输出功率下降等问题。 

       封装损失的分析

       常规晶体硅太阳电池组件的封装结构[1,2]如图一所示，自上而下的顺序分别是钢化玻璃-密封胶-晶体硅太阳电池-密封胶-背板；封装之前的单焊、串焊工艺将电池片通过涂锡焊带连接；组件层压封装好后，再组装上接线盒、边缘密封胶和边框。因此，造成组件封装损失的可能因素无外乎是太阳电池和组件的封装材料。

       我们把封装损失的原因按照属性不同分为两大类：光学损失、电学损失。下面详细讨论这两类中的各种影响因素。 

       光学损失 

       从理论上讲，单结硅系太阳电池不能将所有光线都吸收转换成电能，地面用硅太阳电池的光谱响应范围一般为300nm-1100nm，因此，任何使这一波段的光进入电池减少的因素都会造成光学上的损失，可以从光的透射和反射两方面进行分析。 

       光从组件表面到硅体内要依次经过玻璃、密封胶（一般为EVA），所以玻璃和EVA会对光吸收产生影响，玻璃和EVA的透射率越高，组件的封装损失也就越小。常规超白钢化玻璃的透射率为92%左右，目前市场上已推出具有增透膜的镀膜玻璃，透射率可高达96%，镀膜玻璃一般可提高组件1%的输出功率增益，但其长期稳定性和可靠性需要进一步的研究。图二为不同厂家3.2mm布纹钢化玻璃的透射率随波长（波长范围从300nm到1100nm）的变化，其中D样品为镀膜玻璃，其他三种为普通钢化玻璃。从图中可以看出，不同厂家的玻璃的透射率有很大区别，透射率越高则进入到电池中的光也就越多，而电池的输出功率与光强成正比的。在电池和其他辅材不变的情况下，使用透射率高的钢化玻璃，组件的输出功率增大，封装损失减小。 

       EVA（乙烯-醋酸乙烯聚合酯）用于粘结钢化玻璃、电池和背板，由于它是紫外不稳定的，约占太阳光6%的紫外线长时间的照射可造成EVA胶膜的老化、龟裂、变黄，继而降低其透光率，因此有些厂家的EVA中会添加抗紫外剂，这样就会引起EVA在短波段的透射率的下降。图三为四款不同厂家EVA在交联后透射率曲线图，其中D样品未添加紫外吸收剂，300nm波长光的透射 率为37.1%，而其他三种加入抗紫外剂的EVA对在360nm波长以下范围内的光是截止的。但现在电池厂家为提高太阳电池的转换效率，开始采用高方阻、密栅的工艺，高方阻电池和常规的P型电池的光谱响应是不相同的，图四显示的是效率相近的常规电池（Cell I）和高方阻电池（Cell II）的内量子效率曲线对比图，可以看出，高方阻电池在短波段（<450nm）的IQE是要高于常规电池的，而如果采用对短波长光截止的EVA，则会造成这部分光不能被高方阻电池吸收，那么封装损失肯定比同效率常规电池制作的组件的封装损失要大。因此，使用不同工艺制作的太阳电池需要选择与之相匹配的EVA，在透光率和抗紫外两者之间找到折衷点，在不影响可靠性的基础上降低组件的封装损失。另外，有公司提出使用化学性质稳定、耐紫外、透射率高的透明硅胶做为组件的密封胶，可以有效避免密封胶黄化和电池不能接受到短波长光线的问题。 

       太阳电池的表面沉积了一层氮化硅结构的减反射膜，折射率约为2.1，其上有EVA和钢化玻璃（两者的折射率约为1.48左右），为使组件的透射率达到最大的减反效果，还需要使SiNx膜的厚度、EVA和玻璃厚度得到最好的匹配结果和最佳的光学上的减反射效果，可以有效增加组件的输出功率。