光伏知识 | 光伏组件的八大核心材料

什么是光伏组件？

       光伏组件（也叫太阳能电池板），是光伏发电系统的核心部分之一。由于单体太阳能电池本身易破碎，易被腐蚀，若直接暴露在大气环境中，光电转化效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等影响而下降，以致损坏失效。

       为确保光伏电池达到相应输出功率、延长光伏电池使用寿命，一般会使用光伏玻璃、EVA胶膜、背板、边框、接线盒、互联条、汇流条等部件将光伏电池片制备成光伏组件。光伏组件是指具有封装及内部连接的、能单独提供直流电、不可分割的最小光伏电池装组合装置。
     
边框

       是太阳能电池组件的外围保护结构，通常采用铝合金或不锈钢等金属材料制成。它不仅能够保护组件内部的电池片、玻璃盖板等部件免受外界环境的侵蚀，还能够提高组件的整体强度和稳定性。

       光伏边框是安装于玻璃外延的边框，主要用于固定、密封太阳能电池组件，便于光伏组件的运输与安装。边框的安装，有利于保护玻璃边缘，加强光伏组件密封性能。同时，边框是承载组件与支架的链接载体，边框的使用，可以提高组件整体的机械强度和抗载能力，从而延长组件寿命。

玻璃盖板

       也称作光伏玻璃是一种钠钙硅盐酸玻璃，主要用于光伏组件的封装。光伏玻璃会直接影响光伏组件的发电效率和使用年限。

       光伏玻璃一般为低铁钢化玻璃或者半钢化玻璃，具有以下特性。一是通透性好。透光率是影响光伏电池转换效率的关键因素。光伏玻璃需具有高透光性和对1200nm红外光的较高反射率。二是机械强度高。

       耐冲击，可承受2400Pa风压和5400Pa雪压，起到支撑和保护作用。三是耐久性好。受气候和地理位置影响，组件需在露天、昼夜温差大的环境中作业，需具备耐腐蚀、耐候性特质。
  EVA胶膜

       光伏封装胶膜是光伏组件的重要组成部分，位于电池片上下两侧。胶膜的首要作用是黏合电池与玻璃、背板。其次，胶膜可以起到封装防护作用，它具有良好的耐候性和电气绝缘性能，保护电池电路不受外界环境干扰，延长组件使用寿命。

       此外，封装胶膜可增强光伏组件的透光性，进而提升组件的发电效率。最后，胶膜还能在组件生产、存储、安装和使用过程中起到结构支撑和定位电池的作用。

       按照材料来看，主流胶膜主要有EVA、POE、EPE、PVB。EVA胶膜为主流的光伏封装胶膜，透光性好、加工性能好、供应稳定且成本较低，但存在高水汽渗透、低抗冲击性、抗PID性能不稳定等缺点。POE胶膜水汽透过率低、抗PID性能好，适用于双玻组件、N型组件的封装，但加工属性差、成本高。
  电池片

       电池片是太阳能电池组件的核心部分，由多个太阳能电池单元（也称为电池片）串联而成。每个太阳能电池单元都是一个独立的发电单元，它们通过串联和并联的方式组合在一起，形成具有一定电压和电流的太阳能电池组件。

       电池片是组件最核心的元件，主要用于将光能转化为电能。电池片经过串联、并联，达到一定的额定输出功率和电压后，即形成光伏组件。光伏组件经过组合形成光伏方阵，与控制器、蓄电池组、逆变器等部件连接组成光伏发电系统。

       太阳能电池按原材料分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。晶硅电池技术是以硅片为衬底的，依据PN结进行光生载流子分离发电的。根据原材料和电池制备技术的差异，晶硅电池分为P型电池和N型电池。

       P型硅片是在硅料中掺杂硼元素制成，P型电池制备技术有传统的AL-BSF（铝背场）和PERC技术；而N型硅片是在硅材料中掺杂磷元素制成，N型电池制备技术较多，包括PERC、TOPCon、IBC和HJT等。

       其中，异质结电池是N型电池的一种，具备高转换效率、高发电量、低温度系数、无光致衰减和电位衰减、制备工艺简单、双面发电效率高等诸多优势。随着电池技术的不断突破和行业进程的持续加速，异质结技术有望成为下一代主流电池技术。

接线盒

       接线盒作用是引出汇流条，位于太阳能电池组件的背面或侧面，用于引出组件内部的电流，连接线则将各个电池片连接起来，形成串联或并联的电路结构。

       接线盒主要由接线盒盖、密封圈、二极管、散热装置、盒体、导线、连接器组成。接线盒的主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路进行连接。可以对光伏组件引出线起到密封、防水防尘的作用。接线盒还有保护光伏组件系统运行安全的作用，如果组件发生短路，接线盒会自     动断开短路电池串，防止整个系统被烧坏。

背板

       主要用于抵抗湿热等环境对电池片、胶膜等材料的侵蚀，起到耐腐蚀、耐候、防氧化及绝缘保护作用，可以有效延长组件的使用寿命。白色背板反射率高，能提高组件的转换效率。同时，红外反射率高的特性，也便于降低组件的工作温度。

       光伏背板是用作背面保护的封装材料，一般用于单玻组件。光伏背板分为含氟背板和非氟背板，含氟背板有TPT、TPE、TPC、CPC，非氟背板有PET、PA/PO等。
  焊带

       光伏焊带是在铜带表面涂敷锡基焊料形成的复合导电材料，应用于光伏电池片的串联或并联，发挥汇集电流和导电的作用，是光伏组件焊接过程中的重要材料。

       光伏焊带分为互连焊带和汇流焊带。互连焊带用于连接光伏电池片，收集、传输光伏电池片电流。汇流焊带用于汇集电池串产生的电流，并引出至接线盒内。焊带对于电流收集有直接影响，进而影响组件的功率及发电效率。

       行业早期使用的是平焊带，随着行业发展，目前高效组件均采用圆焊带。

硅胶

       硅胶主要用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件，粘接边框与玻璃、接线盒与背板（或玻璃），起到密封和连接作用。

       根据使用位置的不同，硅胶分为密封胶和灌封胶。密封胶使用在边框卡槽内和接线盒与背板底部，灌封胶一般用于接线盒内部，主要作用是保护接线盒内部电路。

       经过制备组装后，光伏组件的寿命可以达到25年以上。