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太阳能电池组件封装损失的研究

2013-12-19 14:24| 发布者: echo| 查看: 12153| 评论: 0|原作者: 王祺|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要: 晶体硅太阳电池封装成组件后,其实际功率通常会小于理论功率,称之为功率损失或封装损失(power loss)。本文对各种影响太阳能电池组件封装损失的因素进行了相应的研究,包括电池片分档方式、组件封装材料、封 ...
       Eff与Iap分档方式对比 
       太阳电池一般用效率(Eff)分档,由1.2节的分析可知,串联电池的电流应越接近越好,所以我们考虑使用工作电流(Iap)方式来对电池进行分档。选择效率17.75%档的单晶S156电池,分别采用Eff与Iap 两种分档方式进行分档,制作成组件(板型:6×10=60片串联),电池分别在两条生产线生产,组件的理论功率是254.4W,计算组件的平均功率、每组组件功率的标准偏差、每组的平均封装损失。 
       从表二的实验数据中可以看出,同一生产线(A线)生产的S156电池,Eff分档较Iap分档的封装损失低0.39%;不同生产线产出S156电池采用相同分档方式(Iap),封装损失存在一定差异。Iap分档对封装损失的改善不明显,但组件输出功率的一致性较好。
       不同电池生产线对比 
       在Eff与Iap分档方式对比实验中,不同生产线生产的电池的封装损失有很大区别,为此我们从两条不同的生产线选取S125电池,分别用单条生产线线的电池封装成组件、两条生产线电池相混封装成组件(板型:6×12=72片串联),测试组件功率,计算标准偏差和平均封装损失。电池的效率为17.5%档, 组件的理论功率为195.08W。 
       从表三的测试结果来看,单线电池封装出的组件的封装损失较混线的要小,且混线电池的组件功率的一致性要差一些。从组件封装功率偏差均值来看,A线要比B线小,A线的封装损失较低,说明不同电池生产线之间存在一定的差异,可能与校准和设备的差别有关。
       电池电流细分实验
       将17.25%效率档S125电池按照电流每25mA一个区间细分成三组I1:5.274~5.299mA、I2:5.249~5.274mA、I3:5.224~5.249mA,再加一电流未细分组作为对比组。四组组件的理论功率192.3W。 
       结果见上表四,电流细分对改善封装损失效果不明显,电池按电流细分后能看出功率渐变的现象,I1最大,I3最小,以功率偏差均值来说,电流细分电池封装后,未细分电流组的组件功率一致性较差。 
       不同规格焊带对封装损失的影响 
       使用不同规格的焊带,厚度和宽度分别为:0.15×1.6、0.18×1.6、 0.20×1.6(单位为mm),由1.2节的分析可知,三组焊带的电阻值为从大到小,选取17.50%效率档S156电池,各做若干块组件(板型:6×10=60片串联),理论功率为250.8W。 
       从表五中可以看出,焊带越厚,组件的输出功率越高,封装损失也越 低;但焊带增厚,会提高焊带成本,还使得人工焊接时的焊接碎片率有所提高。但若采用自动焊接生产线,使用厚焊带可以有效地降低碎片率,增加组件的输出功率,降低封装损失;长远看来,也有助于控制组件的质量,提高组件的成品率, 降低生产成本。 
       结论 
       [1]  组件的封装损失可分为光学损失和电学损失两种。前者主要包括玻璃、密封胶的透射率限制导致的光的损耗,焊带、背板的反射产生的光的二次利用得到的额外附加功率;后者来源于电池失配、焊带电阻、焊接不良等形成的电流损失。
       [2]  与按效率分档相比,电池按工作电流分档时,组件的功率没有太大区别,电流细分分档对封装损失也没有很大影响,但组件功率的一致性更好。由于电池生产线之间存在差异,单个生产线电池封装的组件比混线电池生产的组件的功率损失要小。 
       [3]  对电池的氮化硅膜与EVA、玻璃之间的匹配进行优化后,组件具有较好的减反射效果,有利于提高组件的输出功率。 
       [4]  在不影响组件的长期稳定性和可靠性的前提下,组件的封装材料应选择有助于增加功率输出的辅材,如高透射率的玻璃和密封胶、高电导的焊带等,能够进一步降低组件的封装损失。
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