光伏組件基本知識培訓(xùn)

1、太陽能電池簡介,引言,太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽能的有效利用當(dāng)中；大陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項目之一。為此，人們研制和開發(fā)了太陽能電池。,目錄,太陽能電池分類電池片的生產(chǎn)過程太陽能電池的發(fā)電原理太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池組件光伏組件中電池的連結(jié)方式光伏組件的結(jié)構(gòu)光伏組件工藝簡述光伏組件用途,“硅”是我們這個星球上儲藏最豐富的材料之一。自從上個世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀(jì)末，我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用,晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)

2、業(yè)化最快的。,1、提純,2、拉棒,3、切片,4、制電池,5、封裝,生產(chǎn)過程,太陽能電池組件生產(chǎn)過程：,太陽能電池分類DifferentCellTypes,單晶硅太陽電池單晶硅太陽電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽電池以最純的單晶硅棒為原料，純度要求.。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的太陽電池的單體片制成后，經(jīng)過抽查檢驗，即可按所需要的規(guī)格組裝成太陽電池組件（太陽電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。多晶硅太陽電池目前太陽電池使用的多晶硅

3、材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用費次單晶硅材料和冶金級硅材料熔化澆注而成，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可提高材料利用率和方便組裝。多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，其光電轉(zhuǎn)換效率約左右，稍低于單晶硅太陽電池，但其材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。,非晶硅太陽電池非晶硅太陽電池是年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低。多元化合物太陽電池多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽電池。聚光太陽電池聚光太

4、陽電池是降低太陽電池利用總成本的一種措施。它通過聚光器而使較大面積的陽光聚在一個較小的范圍內(nèi)，形成“焦斑”或“焦帶”上，以增強光強，克服太陽輻射能流密度低的缺陷，從而獲得更多的電能輸出。,太陽能電池分類DifferentCellTypes,太陽能電池制造工藝,Methodstomakesilicon:ChemicalVaporDeposition(CVD)PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition(PECVD)VeryHighFrequencyPlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition(VHF-PECVD),Theprocessi

5、ngofasolarcellfromsilicon:Ineachstep,theleftimage:process;thecenter:thesurfaceafterthestep;theright:anenlargedcrosssection.,Damageetch,Texturing,P-doping,1.,2.,3.,4.,太陽能電池制造工藝,5.,6.,7.,8.,9.,10.,EmitterDiffusion,EdgeIsolation,AntiReflectionCoating,ContactFormation,SinteringandFiring,ReadyforDelivery

6、!,太陽電池是一種對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。,太陽能電池的發(fā)電原理,硅、磷、硼原子的結(jié)構(gòu)圖,太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)。一般的半導(dǎo)體主要結(jié)構(gòu)如下：,圖中，正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。,當(dāng)硅晶體中摻入硼時，硅晶體中就會存在著一個空穴：,圖中，硼原子周圍只有3個電子，所以就會產(chǎn)生如圖所示的空穴，這個空穴因為沒有電子而變得很不穩(wěn)定，容易吸收電子而中和，形成P型半導(dǎo)體。,同樣，摻入磷原子以后，因為磷原子有五個電子，所以就會有一個電子變得非?；钴S，形成N型半導(dǎo)體。,當(dāng)光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收，PN結(jié)中，N型半導(dǎo)體的空穴往P型

7、區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流，然后在PN結(jié)中形成電勢差，當(dāng)外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的實質(zhì)是：光能轉(zhuǎn)換成電能。,N型半導(dǎo)體中含有較多的空穴，而P型半導(dǎo)體中含有較多的電子，這樣，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，就會在接觸面形成電勢差，這就是PN結(jié)。,電池片電性能,伏安曲線測試條件：溫度：25大氣質(zhì)量：1.5光照強度：1000W/m2該測試條件也稱為太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)測試條件。,Propertiesinphysics,單片電池伏安曲線備注：1sun=1000w/m2,Properties/Feature

8、s,用于表述太陽能電池電性能的最主要的5個參數(shù)是：Pmax-最大功率Imp-最佳工作點電流Vmp-最佳工作點電壓Isc-短路電流Voc-開路電壓,太陽能發(fā)電系統(tǒng)SolarGeneratorSystem,太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流或，還需要配置逆變器。各部分的作用為：（一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作；（二）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。

9、在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項；（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，在需要的時候再釋放出來；（四）逆變器：太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能想220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。,太陽能電池組件Solarmodule,定義：按照應(yīng)用需求，太陽能電池經(jīng)過一定的組合，達到一定的額定輸出功率和輸出電壓的一組光伏電池，叫光伏組件

10、,光伏組件中電池的連結(jié)方式,我們常常把電池片通過并聯(lián)或者串聯(lián)結(jié)合的方式組成電池組件，來滿足我們對電壓、電流和功率的需要。串聯(lián)方式：把電池片通過串聯(lián)的方式而結(jié)合在一起的方式，目的是為了達到我們對高電壓的需要。并聯(lián)方式：為了滿足我們對更高電流的需要，我們需要把電池片通過并聯(lián)的方式結(jié)合起來。,串聯(lián)結(jié)構(gòu),并聯(lián)結(jié)構(gòu),目前我們公司電池組件內(nèi)電池片的連接都采用的是串聯(lián)方式。例如：36片串聯(lián)組件結(jié)構(gòu)如下所示,光伏組件中電池的連結(jié)方式,光伏組件工藝簡述,.玻璃清洗工序目的：清除玻璃表面的異物和油脂，使得玻璃滿足我們的工藝要求。設(shè)備：OR水處理機，玻璃清洗機PPE：潔凈棉線手套工藝簡述：鋼化玻璃送入玻璃清洗機中，

11、經(jīng)過刷洗、沖洗、清洗和風(fēng)干四步，除掉玻璃表面的異物、油脂和其他離子等。,光伏組件工藝簡述,2.電池片分選工序目的：按照質(zhì)量和工藝相關(guān)要求，對電池片的外觀和功率進行分選。設(shè)備：功率分選儀PPE：潔凈棉線手套工藝簡述：功率分選是通過給電池片一個短暫的閃光，測試它的最大功率，對電池片進行歸檔。主要通過眼睛的觀察，人工分選電池片外觀。,光伏組件工藝簡述,3.串焊工序目的：把電池片通過串聯(lián)的方式連接成電池串。設(shè)備：串焊機、電烙鐵PPE：棉線手套工藝簡述：分選好的電池片送入串焊機中，經(jīng)定位、涂抹助焊劑、預(yù)熱臺預(yù)熱、焊接，冷卻后成為電池串。,光伏組件工藝簡述,4.下料工序目的：按照產(chǎn)成品組件功率的不同，裁減

12、符合尺寸要求的EVA和PET。設(shè)備：裁料儀PPE：潔凈棉線手套，防割手套工藝簡述：按照工藝部對不同功率的組件中原材料尺寸的要求，裁剪適合尺寸的EVA和PET。,光伏組件工藝簡述,5.排版和中檢1工序目的：按照組件結(jié)構(gòu)的要求，鋪設(shè)原材料。工具：剪刀，焊烙鐵，直尺。PPE：棉線手套工藝簡述：按照工藝與質(zhì)量相關(guān)要求，把鋼化玻璃、電池串、EVA和PET按順序排放好。排版結(jié)束后，在中檢臺對其進行電壓測試和異物檢查。（如下圖所示）,光伏組件工藝簡述,光伏組件工藝簡述,鋼化玻璃,EVA,電池串,EVA,TPT,光伏組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意：,6.層壓工序目的：是按照一定順序排好版的組件中各個成分緊密的結(jié)合在一起。設(shè)

13、備：層壓機PPE：隔熱手套工藝簡述：通過特定時間和特定溫度的控制，使得組件中的EVA在高溫下融化，降溫后和鋼化玻璃和PET緊密地結(jié)合在一起。,光伏組件工藝簡述,7.修邊工序目的：用刀具修剪掉層壓后組件周邊多余的EVA和PET。PPE：防割手套工具：修邊刀工藝簡述：按照質(zhì)量的要求，沿著玻璃邊沿滑動刀具，把多余的材料劃掉。,光伏組件工藝簡述,8.中檢工序：目的：檢查層壓后組件內(nèi)部是否存在異物以及裂片等。PPE：棉線手套工藝簡述：通過組件背面的照明系統(tǒng)，正面目光檢測組件是否存在質(zhì)量文件中所不允許的問題。,光伏組件工藝簡述,9.接線柱工序目的：在組件背面引出電流的輸出端。工具：電烙鐵工藝簡述：在組件背

14、板上開孔后，把接線盒中的接線柱焊接在組件的正負極上，用于收集組件中所產(chǎn)生的電流。,光伏組件工藝簡述,10.電性能測試工序目的：觀察組件的電性能情況，確定組件的功率。設(shè)備：電性能測試儀PPE：棉線手套工藝簡述：用模擬太陽光照射在組件表面，使它產(chǎn)生電流，收集后確定該組件電性能是否正常，以及組件的最大功率值是多少。,光伏組件工藝簡述,11.邊框注膠目的：給用于保護組件的鋁合金邊框槽內(nèi)注入硅膠。設(shè)備：注膠機PPE：防滑手套工藝簡述：按照相關(guān)質(zhì)量要求在鋁合金邊框槽內(nèi)，適量的、均勻地注入硅膠。這種硅膠是用于固定組件與邊框能緊密的結(jié)合。,光伏組件工藝簡述,12.裝邊框目的：把組件和鋁合金邊框按照要求結(jié)合起來

15、。設(shè)備：裝框機PPE：防滑手套工藝簡述：把組件的四邊插入已經(jīng)注入硅膠的鋁合金邊框槽中，緊密結(jié)合后，用螺釘給與固定。,光伏組件工藝簡述,13.裝接線盒工序目的：把接線盒通過一定的工藝裝到組件的背面上。PPE：防滑手套工藝簡述：給接線盒上打上硅膠，按照質(zhì)量文件的要求把接線盒粘貼在組件的背面。,光伏組件工藝簡述,14.絕緣測試目的：檢測鋁合金邊框的漏電流是否滿足要求。設(shè)備：絕緣手套、防滑手套工藝簡述：通過給組件加2640V的直流高壓，動態(tài)測試時間3秒，靜態(tài)保持1秒，檢測組件漏電流是否在0.050.07mA之間。,光伏組件工藝簡述,15.包裝工序目的：根據(jù)客戶的需求，按照工藝和質(zhì)量，對包裝組件。PPE：防滑手套工藝簡述：把組件裝入合格的紙箱內(nèi)，然后打包裝帶，完成組件的最后一道工序。,光伏組件工藝簡述,光伏組件工藝簡述,16.焊帶裁剪目的：剪切焊帶和匯流帶設(shè)備：自動切割機PPE：防割手套工藝簡述：根據(jù)排版圖紙中對于焊帶和匯流帶尺寸的要求，將整卷帶材剪切成小段。,光伏組件工藝簡述,17.激光劃片目的：切割電池片到規(guī)定的尺寸。設(shè)備：激光切割機PPE：棕色防護境、防護手套工藝簡述：根據(jù)工藝規(guī)定