張軍文

【摘 要】晶體硅太陽(yáng)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)光學(xué)損失影響太陽(yáng)能電池組件封裝損失的因素進(jìn)行了相應(yīng)的研究和試驗(yàn)，包括、組件封裝材料、封裝工藝與電池片之間的匹配等，通過(guò)優(yōu)化這些影響因素可以有效提高組件的輸出功率，降低晶硅太陽(yáng)能光伏組件封裝損失。

【關(guān)鍵詞】封裝損失；光伏組件；封裝材料；反光膜；大間距

引言

近年來(lái)由于晶硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率逐漸提高，用此種電池封裝的光伏組件呈現(xiàn)出輸出功率損失較大的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為太陽(yáng)能電池內(nèi)部串聯(lián)電阻較大及輸出電流有些微損失。為此我們必須降低組件內(nèi)部電阻進(jìn)而降低組件封裝損失，來(lái)提高組件的功率輸出，使得產(chǎn)品的效能能夠最大化的發(fā)揮，發(fā)電量也會(huì)大幅度提高，可以降低生產(chǎn)成本以及市場(chǎng)的使用成本，能夠使客戶在更短的時(shí)間內(nèi)收回投資并盡早的實(shí)現(xiàn)發(fā)電盈利，從而可以更大范圍的推廣使用清潔能源-太陽(yáng)能發(fā)電。

一般情況下，封裝后的組件的輸出功率（實(shí)際功率）小于所有電池片的功率值之和（理論功率），我們稱之為封裝損失，計(jì)算方法為：

封裝損失=（理論功率-實(shí)際功率）/理論功率

一般組件的功率損失分為光學(xué)損失和電學(xué)損失兩方面分析和討論了可能影響封裝損失的因素，本文針對(duì)光學(xué)損失或者光學(xué)增益對(duì)組件功率輸出的影響進(jìn)行試驗(yàn)和研究，得到了一些初步的結(jié)論，可為組件公司提高產(chǎn)品性能提供參考。另外我們只針對(duì)組件封裝時(shí)的功率損失或者增益進(jìn)行了研究，未涉及電池片光致衰減（LID）導(dǎo)致的組件輸出功率下降等問(wèn)題。

1. 研究光學(xué)損失分析的目的

如果組件光學(xué)損失值較高的話，制作出的組件的輸出功率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，浪費(fèi)成本，對(duì)公司造成經(jīng)濟(jì)損失。反之，如果能夠降低光學(xué)損失，甚至增大組件對(duì)光的吸收，則組件輸出功率則整體提升，組件輸出功率的增加也會(huì)帶來(lái)收益的提高，組件配置的電池片所需效率可以減少，間接降低了生產(chǎn)成本。

2.降低光學(xué)損失以及增大光的吸收

降低光學(xué)損失，主要為以下幾點(diǎn)：

減少光學(xué)損失：減少光線從玻璃到電池片被吸收之間對(duì)光線的反射、阻隔或者是吸收。

增大光的吸收：其中一部分光線找射到焊帶、電池片間空白處以及柵線上，讓這一部分光線無(wú)法進(jìn)行利用，現(xiàn)研究如何通過(guò)使用各種材料的匹配來(lái)使用這一部分光線。

3.降低光學(xué)損失

從理論上講，單結(jié)硅系太陽(yáng)電池不能將所有光線都吸收轉(zhuǎn)換成電能，地面用硅太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍一般為300nm-1100nm，因此，任何使這一波段的光進(jìn)入電池減少的因素都會(huì)造成光學(xué)上的損失，可以從光的透射和反射兩方面進(jìn)行分析。

光從組件表面到硅體內(nèi)要依次經(jīng)過(guò)玻璃、密封膠（一般為EVA），所以玻璃和EVA會(huì)對(duì)光吸收產(chǎn)生影響，玻璃和EVA的透射率越高，組件的封裝損失也就越小。常規(guī)超白鋼化玻璃的透射率為92%左右，目前市場(chǎng)上已推出具有增透膜的鍍膜玻璃，透射率可高達(dá)96%，鍍膜玻璃一般可提高組件1%的輸出功率增益。透射率越高則進(jìn)入到電池中的光也就越多，而電池的輸出功率與光強(qiáng)成正比的。

3.1背面使用反射率高的白色EVA增大對(duì)光的吸收

不同工藝制作的太陽(yáng)電池需要選擇與之相匹配的EVA，一般玻璃面采用的是高透光性能的EVA，背面采用低透光性能的EVA，此次試驗(yàn)是將背面采用的低頭光EVA更換為白色EVA，白色EVA對(duì)光的反射性能更由于傳統(tǒng)的白色背板。

將兩種方式測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如下：

結(jié)論：由以上數(shù)據(jù)分析可以看出，玻璃面采用高透EVA背板面采用白色高反射率EVA，組件可比透明EVA匹配白色背板提高功率1.6W左右，提高約0.75%。

太陽(yáng)電池組件的背板用來(lái)防止水汽進(jìn)入組件，常采用背板。常規(guī)白色背板其與EVA接觸面的反射率曲線在中長(zhǎng)波段具有高達(dá)80%左右的反射率。白色的TPT膜對(duì)入射到太陽(yáng)電池間未被電池吸收的太陽(yáng)光具有反射作用，這部分光在空氣與玻璃的界面處被反射向太陽(yáng)電池，增加入射到太陽(yáng)電池組件上的光的利用率。一般使用白色的背板比黑色的背板能增加組件1%的輸出功率增益，但是如果使用白色的EVA則反射率從80%可以提高到90%以上，組件功率的增益從1%提高到1.5%-2%。

3.2貼反光膜增大組件對(duì)光的吸收

通過(guò)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(guò)簡(jiǎn)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(zhǎng)期可靠性和使用壽命。

4.結(jié)語(yǔ)

1）組件適當(dāng)?shù)姆糯笃g距與串間距可增大組件對(duì)光的吸收。

2）組件的封裝材料選用匹配得當(dāng)能提高組件整體功率。

3）貼反光膜組件對(duì)組件功率提升明顯，反光膜主要貼在組件的正面互聯(lián)條上本來(lái)的遮光部分，光學(xué)照在反光膜上能將光線折射在電池片表面，電池對(duì)此部分光學(xué)進(jìn)行利用吸收。

4）在不影響組件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性的前提下，組件的封裝材料應(yīng)選擇有助于增加功率輸出的輔材，同時(shí)可將以上幾種方式同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，則提升組件功率更加明顯。

參考文獻(xiàn)：

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