太陽能電池背板知識(shí)介紹[共26頁(yè)]

1、太陽能電池背板知識(shí)介紹,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,1、傳統(tǒng)化石能源面臨枯竭 。有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，全球的石油大約能夠再供應(yīng)人類45年，天然氣也只能供應(yīng)61年，煤炭稍長(zhǎng)，但也只有大約230年。 中國(guó)的能源形勢(shì)更加嚴(yán)峻，根據(jù)目前的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)石油儲(chǔ)量?jī)H夠開采15年，天然氣約可開采30年，而煤炭也不過80年，與此同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)能源需求仍在高速增加?，F(xiàn)在進(jìn)口原油已占總消費(fèi)量的40%-50%。,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,2、環(huán)境問題日益嚴(yán)峻 化石能源在帶給我們文明和進(jìn)步的同時(shí)，也給我們?cè)斐闪素?fù)面影響。在化石能源的使用過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、廢渣。長(zhǎng)期以來，這些廢棄物已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類賴以

2、生存的自然環(huán)境 酸雨“空中死神” 溫室效應(yīng)全球在變暖,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,3、利用太陽能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 沒有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，可以安靜的生產(chǎn)清潔能源 維護(hù)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無人化 與規(guī)模大小無關(guān)，可按一定的效率發(fā)電 由于是模板結(jié)構(gòu)，易于產(chǎn)生規(guī)?；б?用擴(kuò)散光也可以發(fā)電 光發(fā)電是對(duì)廢棄能源的有效利用,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,雖然太陽能資源總量非常大，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 以目前的技術(shù)水平來說，光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換是兩種經(jīng)濟(jì)可行的太陽能利用形式。下面重點(diǎn)介紹光電轉(zhuǎn)換相關(guān)知識(shí)

3、。,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,1、太陽能發(fā)電的原理 太陽能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，因此太陽能電池又稱為“光伏電池”,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,2、太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成及各部件作用,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程 1、硅系太陽能電池 單晶硅、多晶硅太陽能電池 多晶硅薄膜太陽能電池 2、多元化合物薄膜太陽能電池 3、聚合物多層修飾電極型太陽能電池 4、納米晶化學(xué)太陽能電池,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,從轉(zhuǎn)換效率和材料的來源角度講，今后發(fā)展的重點(diǎn)仍是硅太陽能電池，特

4、別是多晶硅和非晶硅薄膜電池。由于多晶硅和非晶硅薄膜電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率和相對(duì)較低的成本，將最終取代單晶硅電池，成為市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,1953年美國(guó)貝爾研究所首先試制成功硅太陽電池，獲得6%光電轉(zhuǎn)換效率的成果 我國(guó)1958年開始進(jìn)行太陽能電池的研制工作，并于1971年將研制的太陽能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上。,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,1974年世界上第一架太陽能電池飛機(jī)在美國(guó)首次試飛成功 1985年，美國(guó)阿爾康公司研制的太陽能電池發(fā)電站，用108個(gè)太陽板，256個(gè)光電池模塊，年發(fā)電能力300萬度。,關(guān)于太陽能發(fā)電行業(yè)發(fā)展的預(yù)測(cè),以70年代不變價(jià)計(jì)算，近

5、30年間，太陽電池的價(jià)格下降了數(shù)十倍。專家預(yù)測(cè)，通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)進(jìn)步，2030年以后，光伏發(fā)電對(duì)常規(guī)發(fā)電開始具有競(jìng)爭(zhēng)力。2050年，太陽電池的價(jià)格將比現(xiàn)在下降10倍，即每瓦45元左右，每千瓦時(shí)的電價(jià)約0。2元左右。從現(xiàn)在起經(jīng)過50年的發(fā)展，那時(shí)光伏發(fā)電量將占全球總發(fā)電量的一半。,三、太陽能電池背板的功能及材料組成,1、太陽能電池背板在電池組件中的作用 電池背板位于組件的背面的最外層，在戶外環(huán)境下保護(hù)太陽能電池組件不受水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化 、耐高低溫、良好的絕緣性和耐老化性能 、 耐腐蝕性能，可以反射陽光，提高組件的轉(zhuǎn)化效率，具有較高的紅外發(fā)射率，可以降低組件的溫度。,三、太陽能電

6、池背板的功能及材料組成,2、太陽能電池背板的材料特點(diǎn) PET，是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的簡(jiǎn)稱。具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)120 ，短期使用可耐150 高溫，可耐-70 低溫，且高、低溫時(shí)對(duì)其機(jī)械性能影響很小。電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。氣體和水蒸氣滲透率低，具有優(yōu)良的阻氣、阻水等性能。背板一般都用PET膜來作為支持體。由多層PET復(fù)合而成的背板也有一定的市場(chǎng)應(yīng)用。,2、太陽能電池背板的材料特點(diǎn),氟樹脂具有以下獨(dú)特性能：超高耐候性、抗紫外線輻射、高化學(xué)穩(wěn)定性、高機(jī)械強(qiáng)度和韌性、防粘性和抗沾污性強(qiáng)、耐熱

7、性好（最高使用溫度260）。正是由于具備這些優(yōu)異性能，尤其是超高的耐候性，室外使用壽命可達(dá)25年之久，氟樹脂廣泛應(yīng)用于太陽能電池背板中。,2、太陽能電池背板的材料特點(diǎn),氟樹脂獨(dú)特的性能源于其特殊的分子結(jié)構(gòu)。C-F鍵是有機(jī)化合物共價(jià)鍵中鍵能最大的，C-F鍵能485KJ/mol，太陽光中紫外光波長(zhǎng)200380nm，220nm的光子的能量為544KJ/mol，只有小于220nm的光子才能離解C-F鍵。在陽光中，小于220nm的光子比例很?。ú坏?%），而且這些短波紫外線容易被大氣圈外臭氧層吸收，能到達(dá)地面的極少，所以太陽光幾乎對(duì)氟聚合物沒有任何影響。,2、太陽能電池背板的材料特點(diǎn),氟碳樹脂具有極高的

8、化學(xué)穩(wěn)定性，與其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)也是分不開的。F是元素周期表中電負(fù)性最強(qiáng)的元素，原子半徑小，僅次于H原子半徑，C-F鍵能大，碳鏈上的氟原子排斥力大，碳鏈成螺旋狀結(jié)構(gòu)且被氟原子包圍屏蔽效應(yīng)，從而決定了氟碳聚合物極高的化學(xué)穩(wěn)定性。,2、太陽能電池背板的材料特點(diǎn),粘結(jié)層：背板要靠EVA膠膜與太陽能電池片粘結(jié)到一起。在背板中，未經(jīng)改性的氟樹脂和PET，與EVA粘結(jié)牢度差，因此背板與電池片接觸面需要有粘結(jié)層材料，該材料能滿足與EVA粘結(jié)強(qiáng)度的要求。背板中EVA粘結(jié)層材料通常采用聚烯烴材料。,四、太陽能電池背板的技術(shù)要求,1、背板的技術(shù)要求 機(jī)械強(qiáng)度 耐濕熱老化性能 耐紫外輻射性能 電絕緣性能 阻隔性 與E

9、VA粘結(jié)強(qiáng)度,四、太陽能電池背板的技術(shù)要求,2、背板的主要技術(shù)指標(biāo),五、太陽能電池背板的生產(chǎn)工藝,1、復(fù)合法背板的生產(chǎn)流程,五、太陽能電池背板的生產(chǎn)工藝,2、涂布法背板的生產(chǎn)流程,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及面臨問題,國(guó)際上太陽電池的研究與開發(fā)具有領(lǐng)先地位的主要是德國(guó)、日本、美國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家。澳大利亞以新南威爾大學(xué)的馬丁格林教授為代表，在單晶硅太陽電池研究所居世界領(lǐng)先地位，近年來首次提出了第三代太陽電池的概念，為太陽電池的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。從太陽電池產(chǎn)業(yè)和利用來看，日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和西班牙發(fā)展最快。,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及面臨問題,我國(guó)在光伏研究和產(chǎn)業(yè)方面取得了較快發(fā)展，2004年在太陽能電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模上首次超過了印度。2005年是我國(guó)可再生能源發(fā)展史上具有重大影響的一年，2月28日第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議通過中華人民共和國(guó)可再生能源法，并與2006年1月1日起正式實(shí)施。這將極大地促進(jìn)我國(guó)包括太陽能在內(nèi)的可再生能源的發(fā)展。,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及面臨問題,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及面臨問題,研