貼膜組件功率提升的研究

張貴武/1.青海省聚能電力有限公司 2.身份證號(hào)碼: 630105198907150332

貼膜組件功率提升的研究

張貴武1.2/1.青海省聚能電力有限公司 2.身份證號(hào)碼: 630105198907150332

晶體硅太陽電池封裝成組件后，其實(shí)際功率通常會(huì)由于各種原因小于理論功率，稱之為功率損失或封裝損失，主要原因?yàn)楣鈱W(xué)損失和電學(xué)損失。本文針對(duì)組件主柵線貼反光膜提升組件的光學(xué)增益，增大組件的短路電流，提升組件整體功率。

封裝損失;光伏組件;反光膜;大間距

引言

新一輪光伏630搶裝潮已開始，按照規(guī)定新并網(wǎng)的光伏電站將執(zhí)行新的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這一節(jié)點(diǎn)無疑讓光伏企業(yè)更加關(guān)注度電成本，高效產(chǎn)品的研發(fā)與推廣也成為業(yè)界發(fā)展的關(guān)鍵著力點(diǎn)。而隨著國家與地方光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的相繼出臺(tái)，高效組件已經(jīng)被推向業(yè)界的焦點(diǎn)。在一定程度上，這同樣加速了光伏設(shè)備制造企業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí)?；蛟S正是源于此，日前，新技術(shù)的推廣以及組件功率提升都成為業(yè)界的難點(diǎn)。

1.項(xiàng)目建設(shè)的重要意義

在光伏界，近兩年太陽能電池片的轉(zhuǎn)換效率提升變的越來越困難。太陽能電池生產(chǎn)商及材料、設(shè)備供應(yīng)商仍在做不斷的嘗試，力圖使自己繼續(xù)保留在電池轉(zhuǎn)換效率提升的名單里，同時(shí)絞盡腦汁尋找降低成本的途徑，貼反光膜組件技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目可直接提升組件功率約3.75W-7.75W。

2.項(xiàng)目建設(shè)的必要性

2014 年則光伏組件基本功率上升到250W以上能滿足市場(chǎng)需求。2015年工信部發(fā)表光伏企業(yè)規(guī)范要求光伏組件的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到16.5%，這就要求在相同尺寸的組件功率達(dá)到268W，這不僅要提高硅基太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率大幅提升，同時(shí)還要盡可能的降低光伏組件的封裝損失，才能生產(chǎn)出更多的滿足市場(chǎng)需求功率的光伏組件，可以說提升組件整體功率迫在眉睫。

3.應(yīng)用前景和使用價(jià)值

目前，國內(nèi)外均對(duì)貼反光膜組件進(jìn)行研發(fā)和試驗(yàn)階段，由于所采用的材料價(jià)格低廉、組件提升功率高的優(yōu)點(diǎn)，若研發(fā)技術(shù)純熟，將會(huì)大量的運(yùn)用到光伏晶體硅組件的制造。光伏組件貼反光膜是將反光薄膜與焊帶固定，該光伏組件反光薄膜包括基材、微棱鏡層和反光層。

4.項(xiàng)目研究的技術(shù)路線和方法

所完成項(xiàng)目的核心內(nèi)容、技術(shù)特征、技術(shù)方法和難點(diǎn)；項(xiàng)目研究的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)途徑，技術(shù)成果先進(jìn)性、成熟性。該項(xiàng)目通過正面主柵焊帶貼反光膜提升組件整體功率，主要是將反光薄膜與正面主柵焊帶固定，該光伏組件反光薄膜包括基材、微棱鏡層和反光層。本項(xiàng)目通過簡單、成本低廉的材料，在增加組件輸出功率的同時(shí)，能夠使其使用方法和現(xiàn)有光伏組件工藝兼容，不會(huì)影響組件的長期可靠性和使用壽命；

①出現(xiàn)貼膜偏移分析

分析：層壓后出現(xiàn)反光貼膜偏移問題，經(jīng)過分析為膜帶粘貼不牢固，EVA在降溫過程中收縮導(dǎo)致膜帶隨EVA向內(nèi)拉伸，膜帶脫離主柵線焊帶位置，導(dǎo)致膜帶偏移現(xiàn)象產(chǎn)生。對(duì)串焊機(jī)的底部加熱溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，升高底部加熱溫度，由80℃升高到100℃，層壓后觀察效果，貼膜偏移減輕，溫度升高到120℃，貼膜過程中對(duì)膜帶施加3-5N的壓力，膜帶粘貼效果良好，層壓后組件的膜帶偏移異常排除。

②組件隱裂較多分析

分析：貼膜后主柵線位置出現(xiàn)大量的電池片隱裂，經(jīng)過分析判斷為貼膜后主柵線位置的焊帶和貼膜疊加，使層壓過程中此處的受力過大，導(dǎo)致層壓過程中將主柵線位置的電池片壓裂，解決此問題分兩步進(jìn)行：1.正面EVA的克重過低；2.層壓加壓速度過快，層壓壓力過大，降低層壓加壓速度，同時(shí)降低層壓壓力，經(jīng)過此兩步工作后，組件整體的層壓后隱裂排除。

③貼反光膜后與常規(guī)組件進(jìn)行對(duì)比：

組件 電池片轉(zhuǎn)換效率組件實(shí)際功率 Voc Isc FF 18.40% 72.704 8.148.378 76.20%18.40% 272.683 38.182 9.368 76.20%18.40% 272.056 38.143 9.383 76.00%18.40% 272.873 38.145 9.379 76.30%貼膜高效組件平均值 18.40% 272.579 38.154 9.377 0.76175近期正常組件平均值 18.40% 266.21 38.16 9.15 76%差值/6.369 -0.005 0.227 0.00175貼膜高效組件

小結(jié)：18.4%轉(zhuǎn)換件功率提升達(dá)到6.369W，短路電流提升0.227A。

組件 電池片轉(zhuǎn)換效率組件實(shí)際功率 Voc Isc FF貼膜高效組件18.5% 272.506 38.172 9.357 76.3%18.5% 273.147 38.178 9.362 76.4%貼膜組件平均 18.5% 272.827 38.175 9.360 76.35%近期正常組件 18.5% 266.792 38.179 9.178 76.138%差值/6.034 -0.004 0.181 0.002

小結(jié)：18.5%轉(zhuǎn)換效率電池片的貼膜組件平均功率為272.827W，常規(guī)組件的平均功率為266.792W，貼膜組件功率提升達(dá)到6.034W，短路電流提升0.181A。

組件 電池片轉(zhuǎn)換效率組件實(shí)際功率 Voc Isc FF 18.6% 275.624 38.199 9.404 76.7%貼膜18.6% 275.640 38.227 9.391 76.8%平均 18.6% 275.632 38.213 9.398 76.8%常規(guī) 18.6% 271.82 38.258 9.267 77.0%差值/3.82 -0.045 0.131 -0.2%

小結(jié)：18.6%轉(zhuǎn)換效率電池片的貼膜組件平均功率為275.632W，常規(guī)組件的平均功率為272.02W，貼膜組件功率提升達(dá)到3.82W，短路電流提升0.131A。

分析：

如上圖所示，反光膜的作用為，光線將反光膜照射到主柵線部位，光線以一定的角度發(fā)生反射現(xiàn)象，反射到鋼化玻璃表面，鋼化玻璃表面有一層減反射膜，光線發(fā)生第二次反射，反射到電池片表面，電池片對(duì)入射光進(jìn)行吸收利用，達(dá)到提升組件功率的效果；如果入射光線照射到未貼反光膜的焊帶上，則光線就直接反射出組件，此部分光照就無法進(jìn)行利用，但是當(dāng)貼膜過程中出現(xiàn)反光膜粘貼的角度出現(xiàn)偏差等情況，則會(huì)出現(xiàn)照射到反光膜上的一部分光線能夠有效利用，一部分光線又反射出組件，所以就出現(xiàn)了功率提升在1.5%～2%的情況。按照此種情況分析，本試驗(yàn)結(jié)果已100%達(dá)到技術(shù)要求。

總結(jié)

1.組件增大光的吸收，增大組件的短路電流，從而增加輸出功率。

2.組件的封裝損失可分為光學(xué)損失和電學(xué)損失兩種。本項(xiàng)目主要為減小組件的光學(xué)損失，使照在焊帶上的光線得到利用。

3.經(jīng)過以上的工作，已經(jīng)將組件的整體功率提升目標(biāo)值1.5%～2%。

4.按照目前的市場(chǎng)價(jià)格組件平均每瓦3.5元，每年生產(chǎn)150MW計(jì)算，可以達(dá)到年凈收入增加200萬的目標(biāo)。

[1]陸亞建, 冉科, 王玉庭等 微棱鏡型反光膜的生產(chǎn)方法 常州華日升反光材料股份有限公司.

[2]何寶華 晶體硅光伏組件封裝功率提升研究[OL]連云港神舟新能源有限公司 上海航天汽車機(jī)電股份有限公司.