太阳电池及其组件资料.docx
- 文档编号:15663836
- 上传时间:2023-07-06
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:181.90KB
太阳电池及其组件资料.docx
《太阳电池及其组件资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《太阳电池及其组件资料.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
太阳电池及其组件资料
第3章太阳电池及其组件
太阳能光伏发电系统最核心的器件是太阳电池。
太阳电池质量的好坏直接影响太阳能光伏发电系统的输出功率及使用寿命,本章重点讲解太阳电池的原理、特性及种类;太阳电池组件的概念及结构。
3.1太阳电池
3.1.1太阳电池原理
太阳电池是利用半导体光生伏打效应(PhotovoltaicEffect)的半导体器件。
当太阳光照射到由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p-n结上时,在一定条件下,光能被半导体吸收后,在导带和价带中产生非平衡载流子—电子和空穴。
它们分别在p区和n区形成浓度梯度,并向p-n结作扩散运动,到达结区边界时受p-n结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向p区电子推向n区,在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下,各向相反方向运动,离开势垒区,结果使p区电势升高,n区电势降低,p-n结两端形成光生电动势,这就是p-n结的光生伏打效应。
太阳电池热平衡时的能带见图3.1,太阳电池在光照下p-n结能带见图3.2。
在光照条件下,只要具有足够能量的光子进入p-n区附近才能产生电子─空穴对。
对于晶体硅太阳电池来说,太阳光谱中波长小于1.1μm的光线都可能产生光伏效应。
对于不同材料的太阳电池来说,尽管光谱相应的范围是不同的,但光电转换的原理是一致的。
如图3.3所示,在p-n结的内建电场作用下,n区的空穴向p区运动,而p区的电子向n区运动,
最后造成在太阳电池受光面(上表面)有大量负电荷(电子)积累,而电池背光面(下表面)有大量正电荷(空穴)积累。
如在电池上、下表面做上金属电极,并用导线接上负载,在负载上就有电流通过。
只要太阳光照持续不断,负载上就一直有电流通过。
3.1.2太阳电池的基本特性
1.太阳电池的输出特性
(1)等效电路
为了描述太阳电池的工作状态,往往将太阳电池及负载系统用一等效电路来模拟。
在恒定光照下,一个处于工作状态的太阳电池,其光电流不随工作状态而变化,在等效电路中可把它看做是恒流源。
光电流一部分流经负载RL,在负载两端建立起端电压V,反过来它又正向偏置于p-n结二极管,引起一股与光电流方向相反的暗电流Ibk,但是,由于前面和背面的电极和接触,以及材料本身具有一定的电阻率,基区和顶层都不可避免的要引入附加电阻。
流经负载的电流,经过它们时,必然引起损耗。
在等效电路中,可将它们的总效果用一个串联电阻Rs来表示。
由于电池边沿的漏电和制作金属化电极时,在电池的微裂纹、划痕等处形成的金属桥漏电等,使一部分本应通过负载的电流短路,这种作用的大小可用一并联电阻Rsh来等效。
其等效电路就绘制成图3.4的形式。
IL为光生电流,ID为二极管电流,Rs为串联电阻,Rsh为并联电阻,I为输出电流,V为输出电压。
RL为负载电阻其中暗电流等于总面积与Jbk乘积,而光电流IL为电池的有效受光面积AE与JL的乘积,这时的结电压Vj不等于负载的端电压,由图可见结点压的表达式为:
(2)输出特性
根据上图就可以写出太阳电池输出电流I和输出电压V之间的关系
其中暗电流Ibk应为结电压Vj的函数,而Vj又是通过式3.1与输出电压V相联系的。
当负载RL从0变化到无穷大时,输出电压V则从0变到Voc,同时输出电流I便从Isc变到0,由此得到电池的输出恃性曲线,如图3.5所示。
曲线上任何一点都可以作为工作点,工作点所对应的纵横坐标,即为工作电流和工作电压,其乘积P=IV为电池的输出功率。
2.短路电流
太阳电池的短路电流等于其光生电流。
分析短路电流的最方便的方法是将太阳光谱划分成许多段,每一段只有很窄的波长范围,并找出每一段光谱所对应的电流,电池的总短路电流是全部光谱段贡献的总和:
式中:
λo为本征吸收波长限;R(λ)为表面反射率;F(λ)为太阳光谱中波长为λ~λ+dλ间隔内的光子数。
F(λ)的值很大的程度上依赖于太阳天顶角。
由图3.5可知,当Rs→0,Rsh→∞时,可得:
当外电路短路时(R=0,V=0),此时I最大,表达式为:
Isc称为短路电流。
由于光照产生的非平衡载流子各向相反方向扩散和漂移,从而内部构成自n区流向p区的光生电流,在p-n结短路情况下构成短路电流Isc。
如果将p-n结与外电路接通,对于恒定光照,就会有恒定电流流过电路,在非静电力的作用下p-n结起了电源的作用。
在外电路接上负载后,负载中便有电流过,该电流称为太阳电池的工作电流,或称输出电流。
负载两端的电压称工作电压。
3.开路电压
对理想p-n结且不考虑太阳电池有限尺寸的影响,在开路情况下,光照p-n结两端建立光生电势,称为开路电压,表达式如下:
在可以忽略串联、并联电阻的影响时,Isc为与入射光强度成正比的值,在很弱的阳光下,Isc≤Io,因此
在很强的阳光下,Isc≥Io
由此可见,在较弱阳光时,硅太阳电池的开路电压随光的强度作近似直线的变化。
而当有较强的阳光时,Voc则与入射光的强度的对数成正比。
图3.6表示具有代表性的硅和GaAs太阳电池的Isc与Voc之间的关系。
Si与GaAs比较,因GaAs的禁带宽度宽,故Io值比Si的小几个数量级,GaAs的Voc值比Si的髙0.45伏左右。
假如结形成的很好,禁带宽度愈宽的半导体,Voc也愈大。
4.太阳电池伏安特性曲线
太阳电池的工作电流和电压随着负载电阻的变化而变化,将不同阻值所对应的工作电压和电流值绘制成曲线就得到太阳电池的伏安特性曲线,如图3.5所示。
由于太阳电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳电池的温度,因此太阳电池组件的测量必须在标准条件下(STC─StandardTestCondition)进行,测量条件被“欧洲委员会”定义为101号标准,其条件是:
光谱辐照度为1000W/m2,光谱为AM1.5,电池温度为25℃。
在这种条件下,太阳电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率,单位为峰瓦(WP)。
在很多情况下,组件的峰值功率通常用太阳模拟器测定,并和国际认证机构的标准化的太阳电池进行比较。
5.填充因子
如果负载的电阻值使得工作电流和电压的乘积最大,即得到了最大的输出功率,用符号Pm表示,即有:
Vm和Im分别是太阳电池工作时的最大工作电压和电流。
填充因子是最大输出功率与电池的短路电流和开路电压乘积的比值。
用FF表示:
填充因子是衡量电池输出特性的重要指标,代表电池在最佳负载时所能输出的最大功率,其值越大表明太阳电池的输出特性越好,FF值可由如下的经验式给出:
式中:
是归一化开路电压;Voc=qVoc/nkT,n为二极管品质因子。
当Voc>15时,该公式的精确度可达4位有效数字。
实际上,由于受串联电阻和并联电阻的影响,电池的实际填充因子的值低于上述给出的理想值。
6.转换效率
转换效率表示在外电路连接最佳负载电阻R时,得到的最大能量转换效率,其定义为:
即电池的最大功率输出与入射功率之比,由式3.11可知,填充因子正好是I─V曲线下最大长方形面积与乘积Voc.Isc之比,所以转换效率可表示为:
由于太阳电池材料只能最大限度地吸收一定波长的太阳光辐射,而太阳光谱却是一个宽的连续谱,以及在室温下必然存在晶格热振动等散射机制,太阳电池的最高转换效率不可能达到100%。
7.太阳电池的光谱响应
太阳电池的光谱响应是指一定量的单色光照到太阳电池上,产生的光生载流子被收集后形成的光生电流的大小。
因此,它不仅取决于光量子的产额,而且取决于收集效率。
数值上体现了光电流与入射光波长的关系,设单位时间波长为λ的光入射到单位面积的光子数为Φ0(λ),表面反射系数为ρ(λ),产生的光电流为JL,则光谱响应SR(λ)定义为:
其中JL=JL|顶层+JL|势垒+JL基区。
理想吸收材料的光谱响应应该是:
当光子能量hυ
如前文中所述,描述太阳电池电学性能的参数主要有4个:
开路电压、短路电流Isc(或短路电流密度Jsc)、填充因子FF和光电转换效率η。
太阳电池这四个参数的测试和I─V特性曲线的测试往往是在一起的。
测试的原理电路图如图3.7所示。
当滑动变阻器R的值趋于零时,可以得到太阳电池的短路电流Isc,而趋于无穷大时则得到开路电压Voc,不断变动R的值则分别得到不同的电流值Ii和电压值Ui,并且在二者乘积(即输出电功率)的最大值Pmax,再根据前面的定义可以求得填充因子FF和光电转换效率η。
实际测试的电路要复杂得多,滑动变阻器R往往由电子电阻代替,并配有数据采集器,所有数据处理皆由电子计算机完成,整个测试过程很短。
地面标准测试条件为在温度为25℃下,大气质量为AM1.5的阳光光谱,辐射能量密度为l00mW/cm2。
3.2大阳电池的分类
目前商用的太阳电池主要有下列几种类型:
单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉电池、铜铟砸电池等。
目前在研究的还有染料敏化钠太阳电池、多晶硅薄膜以及有机太阳电池等。
但是实际上应用的主要还是硅系材料的电池,特别是晶体硅太阳电池。
3.2.1单晶硅太阳电池
单晶硅太阳电池是用单晶硅片来制作的太阳电池,与其他种类的电池相比,单晶硅太阳电池的硅原子的排列非常规则,在硅太阳电池中的转化效率最高,它的实验室实现的转换效率达到24.7%,为澳大利亚新南威尔士大学创造并保持。
代表性的单晶硅电池商品主要有荷兰Shellsolar、西班牙Lsofoton,印度Microsokl等厂家。
单晶硅电池的基本结构多为n+/p型,一般以p型单晶硅片为基片,其电阻率范围一般为1~3Ω.cm,厚度一般为200μm~300μm。
由于单晶硅材料大都来自半导体工业堆下的废次品,因而,一些厂家利用的硅片厚度达到0.5mm~0.7mm,由于这些硅片的质量完全满足太阳电池的要求,用来制作太阳电池可得到很好的效果,通常单晶硅太阳电池效率都在15%以上。
与其他太阳电池相比,制造单晶硅太阳电池所用硅材料比较丰富;制造技术比较成熟;结晶中缺陷较少,转换效率较高;可靠性较高;特性比较稳定。
制作成单晶硅太阳电池组件,一般其使用寿命可达到30年左右,但制造成本较高。
单晶硅电池制作过程首先是表面绒面结构的制作,其次与多晶硅不同的是所用的减反膜主要为SiOx或TiO2薄膜。
制备Si02和Ti02薄膜通常采用热氧化或常压化学气相沉积工艺。
单晶硅太阳电池(如图3.8所示)主要用于光伏电站,特别是通讯电站,也可用于航空器电源,或用于聚光光伏发电系统。
单晶硅的结晶非常完美,单晶硅电池的光学、电学和力学性能均匀一致,电池的颜色多为深色或黑色,特别适合切割成小片制作小型消费产品,如太阳能庭院灯等。
3.2.2多晶硅太阳电池
多晶硅的原料——高纯硅不足拉成单晶,而是是熔化后浇铸成正方形的硅锭,然后像加工单晶硅一样切成薄片和进行类似的电池加工。
从多晶硅电池的表面很容易辨别,硅片是由大量不同大小结晶区域组成。
在这样结晶区域(晶粒)里的光电转换机制完全与单晶硅太阳电池一致。
由于硅片由多个不同大小,不同取向的晶粒组成,而在晶粒界面(晶界)处光电转换易受干扰,因而多晶硅的转换效率相对较低,同时,多晶硅的电学、力学和光学性能的一致性不如单晶硅太阳电池。
多晶硅太阳电池(图3.9所示)的基本结构都为n+/P型,都用P型单晶硅片,电阻率0.5~2Ω.cm,厚度220μm~300μm。
制作特点是以氮化硅为减反射膜,商业化电池的效率多13%~15%,主要特点是多晶硅电池是正方形,在制作电池组件时有最高的填充率。
由于多晶硅的生产工艺简单,可大规模生产,所以多晶硅电池的产量和市场占有率较大。
图3.9多晶硅太阳电池
多晶硅电池与单晶硅相同,性能稳定,也主要用于光伏电站建设,作为光伏建筑材料,如光伏幕墙或屋顶光伏系统。
多晶硅结构在阳光下吋通过控制氮化硅减反射膜的厚度,呈现金、绿、深蓝等不同的颜色。
3.3.3非晶硅太阳电池
非晶硅亦称无定形硅或a-Si,是直接吸收半导体材料,光的吸收系数很高,仅几个μm就能完全吸收阳光,因此电池可以做得很薄,其材料和制作成本较低。
无定形硅从微观原子排列来看,是一种“长程无序”而“短程有序”的连续无规则网络结构,其中包含有大量的悬挂键、空位等缺陷。
在技术上有实用价值的是a-Si-H合金。
在这种合金膜中,氢补偿了a-Si中的悬挂键,缺陷态密度大大降低,使掺杂成为可能。
非晶硅有较高的光学吸收系数,对波长0.315μm~0.75μm的可见光的吸收系数比单晶硅高一个数量级,因此,1μm的非晶硅就能吸收大部分的可见光,制备材料成本也低。
非晶硅禁带宽度为1.5eV~2.0eV(晶体硅的禁带宽度为1.12eV),与太阳光谱有更好的匹配;制备工艺和所需设备简单,沉积温度低耗能少;可沉积在玻璃、不锈钢、甚至耐温塑料等廉价的衬底上,可制成能弯曲的柔性电池。
目前非晶硅太阳电池的实验室效率达15%,稳定效率为13%。
商品化非晶硅太阳电池的效率一般为6%~7.5%。
与晶体硅太阳电池不同,非晶硅太阳电池温度升高对其效率的影响比晶体硅太阳电池要小。
非晶硅太阳电池经光照后,会产生10%~30%的电性能衰减,这种现象称为非品硅太阳电池的光致衰减效应,此效应限制了非晶硅太阳电池作为功率发电器件的大规模应用。
为减小这种光致衰减效应,又开发了双结和三结的非晶硅迭层太阳电池,目前实验室中光致衰减效应巳减小至10%。
3.2.4GaAs太阳电池
GaAs太阳电池有如下优点:
GaAS的禁带宽度(1.424eV)与太阳光谱匹配好,效率较髙;GaAs的禁带宽度大,GaAs太阳电池可以适应高温下工作;GaAs的吸收系数大,厚度只要5μm就能吸收90%以上太阳光,太阳电池可做得很薄;GaAs太阳电池耐辐射性能好。
由于GaAs是直接跃迁型半导体,少数载流子的寿命短,所以,由高能射线引起的衰减较小,在GaAs多晶薄膜太阳电池中,晶粒直径只需几个微米;在获得同样转换效率的情况下,GaAs开路电压大,短路电流小,不容易受串联电阻影响。
这种特征在大倍数聚光和流过大电流的情况下尤为优越。
GaAs太阳电池的缺点:
GaAs单晶晶片价格比较昂贵;GaAs密度为5.38g/cm3(298K),而硅的密度为2.329g/cm3(298K),不利于在空间应用;GaAs比较脆,易损坏。
由于GaAs的光吸收系数很大,入射光的绝大多数在太阳电池的表面层被吸收,因此,太阳电池性能对表面的状态非常敏感。
早期制作的GaAs太阳电池,常常由于表面的高复合速率严重影响对短波长的光的响应,使电池效率低下。
后期采用液相外延技术,在GaAs表面生长一层光学透明的宽禁带镓铝砷(Ga1-xAlxAs)异质面窗口层,阻碍少数载流子流向表面发生复合,使效率明显提高。
目前,单结GaAs太阳电池的转换效率已达27%,GaP/GaAs迭层太阳电池的转换效率高达30%(AMl.5,25℃,1000W/m2)。
由于GaAs太阳电池具有较高的效率和良好的耐辐照特性,它已开始在部分卫星上试用,转换效率约为17%─18%(AM0)。
与硅太阳电池相比,GaAs太阳电池具有几个显著的特点:
①GaAs具有最佳禁带宽度1.424eV,与太阳光谱匹配良好,具有高的光电转换理论效率,是很好的高效太阳电池材料。
②由于禁带宽度相对较大,可以在较髙温度下工作。
③GaAs材料对可见光的吸收系数高,使绝大部分的可见光在材料表面以内就被吸收,电池可采用薄层结构,相对节约材料。
④高能粒子辐射产生的缺陷对GaAs中的光生电子一空穴复合的影响较小,因此电池的抗辐射能力较强。
⑤较高的电子迁移率使得在相同的掺杂浓度下,材料的电阻率比Si的电阻率小,因此由电池体电阻引起的功率损耗较小。
⑥p-n结自建电场较高,因此光照下太阳电池的开路电压较高。
正是如此,GaAs的单结和多结太阳电池具有光谱响应特性好、空间应用寿命长、可靠性高的优势,尽管成本很高,但在空间电源方面有较大的应用。
3.2.5CdTe簿膜太阳电池
第一个CdTe太阳电池是由RCA实验室在GdTe的单晶体上镀上In的合金制得的,其光电转换效率为2.1%。
几乎同时效率超过4%的CdTe太阳电池也被前苏联的科学家研制成功。
1963年,D.A.Cusano制备了第一个CdTe薄膜太阳电池,其结构主要有p-Cu2Te/n-CdTe组成,其光电转換效率达到6%。
其后9年中,CdTe太阳电池的效率并没有得到提高,这主要是由于存在几个困难:
CdTe薄膜的P型掺杂较困难;对P型CdTe薄膜低阻接触较困难;结之间的损失较大。
直到1982年,Kodak实验室利用化学沉积的方法在p-CdTe上制备了一层非常薄的CdS薄膜,制备了效率超过10%的n-CdS/p-CdTe结太阳电池,CdTe又引起了人们的极大兴趣。
20世纪末,NRL的CdTe太阳电池的效率已经超过了16%。
CdTe存在自补偿效应,制备高电导率、浅同质结很困难,虽然由同质结n-CdTe/p-CdTe也可以制作太阳电池,但是光电转换效率很低,一般小于10%。
其原因是:
CdTe的光吸收系数很高,便得大部分光在电池表面lμm~2lμm内就已经被复合掉,即在电池的表面形成了“死区”,从而导致其光电转换效率低。
为了避免这一现象,实用的CdTe电池均采用异质结结构,一般是在CdTe的表面长一层“窗口材料”,如CdSe、ZnO、CdS等,其中CdS的结构与CdTe相同,晶格常数和热膨胀系数差异小,最适合做窗口层,所以,目前高效率的CdTe电池的基本结构都是n-CdS/p-CdTe。
在这样的电池结构中,CdS产生的少数载流子几乎在表面上被复合掉,而CdTe产生的少数载流子则被内建电场分离扩散到两极上,为负载提供电流。
3.2.6CuInSe2(CulnxGa1-xSe2)薄膜太阳电池
自20世纪70年代开始,人们就开始关注CuInSe2薄膜太阳电池。
1974年,美国贝尔实验室的S.Wagner等首先在p-CuInSe2单晶上外延n-CdS,制成了CuInSe2/CdS异质结薄膜太阳电池,效率达到12%。
然后,L.L.Kazmeiski在1976年也报道了CnInSe2薄膜太阳电池,显示了这种薄膜太阳电池的巨大潜力。
随后,波音公司利用多元共蒸发并以部分Ga代替In,发展了可以很好控制的CuInxGa1-xSe2薄膜材料及电池;80年代中期,美国ARCOSolar公司开发了通过溅射金属薄膜作为预置层然后硒化的技术来制备CuInSe2薄膜太阳电池,电池效率达到14.1%。
到了90年代,CuInSe2(CuInxGa1-xSe2)薄膜太阳电池的效率已经达到17.6%以上。
为了最优吸收太阳光谱,太阳电池材料的最佳带隙应约为1.45eV,但是,CuInSe2薄膜材料在室温下的带隙只有1.02eV,并不是最好的带隙结构。
因此,人们在CIS材料中掺入一定浓度的Ga,制备Cu(InGa)Se2(CIGS)薄膜材料。
研究证明,利用CIGS薄膜作为吸收层,能够大幅度提高太阳电池的效率,可以达到19.5%以上。
因此,目前实际CuInSe2薄膜太阳电池的材料都是掺Ga的。
3.2.7聚光太阳电池
聚光太阳电池是在髙倍太阳光下工作的太阳电池。
通过聚光器,使大面积聚光器上,接受的太阳光汇聚在一个较小的范围内,形成“焦斑”或“焦带”。
位于焦斑或焦带处的太阳电池得到较高的光能,使单体电池输出更多的电能,其潜力得到了发挥。
只要有高聚光倍数的聚光器,一只聚光电池输出的功率可相当于几十只甚至更多常规电池的输出功率之和。
这样,用廉价的光学材料节省昂贵的半导体材料,可使发电成本降低。
为了保证焦斑汇聚在聚光电池上,聚光器和聚光电池通常安装在太阳跟踪装置上。
聚光电池的种类很多,而且器件理论、制造和应用都与常规电池有很大不同。
下面仅简单介绍平面结聚光硅太阳电池。
一般说来,硅太阳电池的输出功率基本上与光强成比例增加。
一个直径为3cm的圆形常规电池,在光强为1kW/m2的辐照下,输出功率约为70mW。
同样面积的聚光电池,在光强为100kW/m2的辐照下,可输出约7W。
聚光电池的短路电流基本上与光强成比例增加。
处于高光强下工作的电池,开路电压也有提高。
填充因子同样取决于电池的串联电阻,聚光电池的串联电阻与光强的大小及光的均匀性密切相关。
聚光电池对其串联电阻的要求很高,一般要求特殊的密栅线设计和制造工艺。
高光强可以提高填充因子,但电池上各处光强不均匀也会降低填充因子。
高光强下工作的电池的温度会显著上升,此时必须使太阳屯池强制降温,并且由于需要对太阳进行跟踪、需要额外的动力、控制装置和严格的抗风措施。
太阳电池种类繁多,其性能各有利弊。
单晶硅太阳电池所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质,所以材料成本比较昂贵,但光电转换效率高。
多晶硅太阳电池由于本身晶向之间无规则性,造成光生的电子和空穴并不能全被内建电场(P-n结电场)所分离,从而使光生的电子和空穴在未到达太阳电池两侧时被复合掉。
因此多晶硅太阳电池的效率比单晶硅太阳电池低。
怛多晶硅太阳电池生产的成本比单晶硅太阳电池要低。
非晶硅太阳电池造价低廉,由于其具有光至衰减性,造成光电转换效率低下,稳定性也较差。
当然,除了上面提到的硅太阳电池也称为第一代太阳电池,随着技术的不断发展,目前第二代太阳电池薄膜太阳电池技术也日益成熟,第三代太阳电池(叠层太阳电池、量子点电池、热载流子电池及热光伏电池)正在不断发展中。
综上所述,基于目前的技术成熟情况及市场状况,太阳能光伏发电系统中常用的太阳电池主要是晶体硅太阳电池。
层压等方式封装成平板式构造再投入使用。
如图3.10所示,太阳电池组件要求:
3.3大阳电池组件
由于单体太阳电池本身易破碎,易被腐蚀,若直接暴露在大气中,光电转化效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等的影响而下降,以致损坏失效。
因此,太阳电池一般都必须通过胶封
①有一定的标称工作电流输出功率。
②工作寿命长,要求组件能正常工作20~30年,因此要求组件所使用的材料,零部件及结构,在使用寿命上互相一致,避免因一处损坏而使整个组件失效。
③有足够的机械强度,能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突,振动及其他应力。
④组合引起的电性能损失小,组合成本低。
太阳电池常规组件的结构形式有下列几种,玻璃壳体式结构如图3.11,底盒式组件如图3.12,平板式组件如图3.13,无盖板的全胶密封组件如图3.14。
组件各个单体电池之间用金属条(通称互连条)互相串联或并联来构成通路。
两端的电池要焊接电极引线使组件能向负载供电。
互连条和电极引线材料的合理选择及其形状的合理设计是保证组件性能及可靠的重要元素之一。
互连条材料可用厚度为0.03mm~0.05mm的镀银铜箔、银箔或铝箔。
互联条的宽度按电流密度和单体电池上电极主栅形状来设计,其长度按电池之间的距离及电池尺寸来设计,应略长些或加“消应力环”来减小热应力。
单体面积如较大,则电流密度大,互连条的厚度和宽度也应增加以减小由于内阻引起的电能损耗。
电极引线的形式有多种,如图3.11是接线柱形式的;图3.12是直接将耐老化的软导线用胶固封在底版上;图3.13是将软导线通过一个固定在边框的护套引出;图3.14是用封装透明胶固定引线。
实际应用证明,图3.13的形式较好,其优点是引线耐弯折、密封好、耐老化,图3.14的形式较差。
组件的4种结构形式的优缺点如下:
图3.11为玻璃壳体式组件,费料费工,不宜于大量生产,现在已经很少使用;图3.13平板式组件结构设计合理,各组成部分之间都用胶黏结,刚性件之间有缓冲物,零部件加工简单而容易,有利于机械化生产;图3.12和图3.14的结构形式已很少使用。
按其封装材料与工艺也不尽相同,主要分为:
环氧树脂胶封、层压封装、硅胶封装等。
目前用得最多的是层压封装方式。
近年来,随着国内外光伏建筑一体化的推广,各组件封装厂商纷
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 太阳电池 及其 组件 资料
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)