1、太阳能电池背板知识介绍,一、太阳能行业发展的背景,1、传统化石能源面临枯竭。有关统计显示，全球的石油大约能够再供应人类45年，天然气也只能供应61年，煤炭稍长，但也只有大约230年。中国的能源形势更加严峻，根据目前的统计，中国石油储量仅够开采15年，天然气约可开采30年，而煤炭也不过80年，与此同时，由于经济的高速增长，国内能源需求仍在高速增加。现在进口原油已占总消费量的40%-50%。,一、太阳能行业发展的背景,2、环境问题日益严峻化石能源在带给我们文明和进步的同时，也给我们造成了负面影响。在化石能源的使用过程中，会产生大量的废气、废水、废渣。长期以来，这些废弃物已经严重影响了人类赖以生存的
2、自然环境 酸雨“空中死神”温室效应全球在变暖,一、太阳能行业发展的背景,3、利用太阳能发电的优点 没有运转部件，可以安静的生产清洁能源 维护简单，容易实现自动化和无人化 与规模大小无关，可按一定的效率发电 由于是模板结构，易于产生规模化效益 用扩散光也可以发电 光发电是对废弃能源的有效利用,一、太阳能行业发展的背景,虽然太阳能资源总量非常大，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。以目前的技术水平来说，光热转换、光电转换是两种经济可行的太阳能利用形式。下面重点介绍光电转换相关知识。,二、太
3、阳能发电的原理及发展历程,1、太阳能发电的原理 太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”,二、太阳能发电的原理及发展历程,2、太阳能发电系统组成及各部件作用,二、太阳能发电的原理及发展历程,3、太阳能电池的种类及发展历程1、硅系太阳能电池 单晶硅、多晶硅太阳能电池 多晶硅薄膜太阳能电池 2、多元化合物薄膜太阳能电池 3、聚合物多层修饰电极型太阳能电池 4、纳米晶化学太阳能电池,3、太阳能电池的种类及发展历程,从转换效率和材料的来源角度讲，今后发展的重点仍是硅太阳能电池，特别是多晶硅和
4、非晶硅薄膜电池。由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本，将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品。,3、太阳能电池的种类及发展历程,1953年美国贝尔研究所首先试制成功硅太阳电池，获得6%光电转换效率的成果我国1958年开始进行太阳能电池的研制工作，并于1971年将研制的太阳能电池用在了发射的第二颗卫星上。,3、太阳能电池的种类及发展历程,1974年世界上第一架太阳能电池飞机在美国首次试飞成功1985年，美国阿尔康公司研制的太阳能电池发电站，用108个太阳板，256个光电池模块，年发电能力300万度。,关于太阳能发电行业发展的预测,以70年代不变价计算，近30年间，太阳电
5、池的价格下降了数十倍。专家预测，通过扩大生产规模和技术进步，2030年以后，光伏发电对常规发电开始具有竞争力。2050年，太阳电池的价格将比现在下降10倍，即每瓦45元左右，每千瓦时的电价约0。2元左右。从现在起经过50年的发展，那时光伏发电量将占全球总发电量的一半。,三、太阳能电池背板的功能及材料组成,1、太阳能电池背板在电池组件中的作用电池背板位于组件的背面的最外层，在户外环境下保护太阳能电池组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、耐腐蚀性能，可以反射阳光，提高组件的转化效率，具有较高的红外发射率，可以降低组件的温度。,三、太阳能电池背板的功能及材料组成,
6、2、太阳能电池背板的材料特点 PET，是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称。具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120，短期使用可耐150 高温，可耐-70 低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。气体和水蒸气渗透率低，具有优良的阻气、阻水等性能。背板一般都用PET膜来作为支持体。由多层PET复合而成的背板也有一定的市场应用。,2、太阳能电池背板的材料特点,氟树脂具有以下独特性能：超高耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、高机械强度和韧性、防粘性和抗沾污性强、耐热性好（最高使用温度260）
7、。正是由于具备这些优异性能，尤其是超高的耐候性，室外使用寿命可达25年之久，氟树脂广泛应用于太阳能电池背板中。,2、太阳能电池背板的材料特点,氟树脂独特的性能源于其特殊的分子结构。C-F键是有机化合物共价键中键能最大的，C-F键能485KJ/mol，太阳光中紫外光波长200380nm，220nm的光子的能量为544KJ/mol，只有小于220nm的光子才能离解C-F键。在阳光中，小于220nm的光子比例很小（不到5%），而且这些短波紫外线容易被大气圈外臭氧层吸收，能到达地面的极少，所以太阳光几乎对氟聚合物没有任何影响。,2、太阳能电池背板的材料特点,氟碳树脂具有极高的化学稳定性，与其独特的分子
8、结构也是分不开的。F是元素周期表中电负性最强的元素，原子半径小，仅次于H原子半径，C-F键能大，碳链上的氟原子排斥力大，碳链成螺旋状结构且被氟原子包围屏蔽效应，从而决定了氟碳聚合物极高的化学稳定性。,2、太阳能电池背板的材料特点,粘结层：背板要靠EVA胶膜与太阳能电池片粘结到一起。在背板中，未经改性的氟树脂和PET，与EVA粘结牢度差，因此背板与电池片接触面需要有粘结层材料，该材料能满足与EVA粘结强度的要求。背板中EVA粘结层材料通常采用聚烯烃材料。,四、太阳能电池背板的技术要求,1、背板的技术要求机械强度耐湿热老化性能 耐紫外辐射性能电绝缘性能阻隔性与EVA粘结强度,四、太阳能电池背板的技
9、术要求,2、背板的主要技术指标,五、太阳能电池背板的生产工艺,1、复合法背板的生产流程,五、太阳能电池背板的生产工艺,2、涂布法背板的生产流程,六、太阳能光伏行业的发展趋势及面临问题,国际上太阳电池的研究与开发具有领先地位的主要是德国、日本、美国、澳大利亚等发达国家。澳大利亚以新南威尔大学的马丁格林教授为代表，在单晶硅太阳电池研究所居世界领先地位，近年来首次提出了第三代太阳电池的概念，为太阳电池的发展做出了很大的贡献。从太阳电池产业和利用来看，日本、德国、英国、美国和西班牙发展最快。,六、太阳能光伏行业的发展趋势及面临问题,我国在光伏研究和产业方面取得了较快发展，2004年在太阳能电池的产业规
10、模上首次超过了印度。2005年是我国可再生能源发展史上具有重大影响的一年，2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过中华人民共和国可再生能源法，并与2006年1月1日起正式实施。这将极大地促进我国包括太阳能在内的可再生能源的发展。,六、太阳能光伏行业的发展趋势及面临问题,六、太阳能光伏行业的发展趋势及面临问题,研究力量薄弱、分散，实验条件差，没有形成权威、高水平的一个国家级研究机构；太阳能利用基础理论特别是光伏物理学科发展薄弱；太阳能领域高水平科研人才和工程技术人才严重缺乏；太阳能利用基础材料特别是光伏材料与器件依赖进口；关键生产设备和测试仪器依靠进口；现有的光伏产业规模小，配套能力差，资金不足；,
