光伏组件基本知识培训.ppt

引引 言言 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源，不产生任何的再生能源也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。池。目目 录录 太阳能电池分类太阳能电池分类 电池片的生产过程电池片的生产过程 太阳能电池的发电原理太阳能电池的发电原理 太阳能发电系统太阳能发电系统 太阳能电池组件太阳能电池组件 光伏组件中电池的连结方式光伏组件中电池的连结方式 光伏组件的结构光伏组件的结构 光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述 光伏组件用途光伏组件用途 “硅”是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自硅”是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末，我们的生活世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳电池是近晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。年来形成产业化最快的。1、提纯 2、拉棒 3、切片 4、制电池 5、封装 生产过程生产过程 太阳能电池组件生产过程：太阳能电池组件生产过程：太阳能电池分类太阳能电池分类 Different Cell Types 单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池是当前开发最快的一种太阳电池，它的结构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以最纯的单晶硅棒为原料，纯度要求.。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的太阳电池的单体片制成后，经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池 目前太阳电池使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用费次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇注而成，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率约左右，稍低于单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。非晶硅太阳电池 非晶硅太阳电池是年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低。化合物太阳电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。聚光太阳电池 聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器而使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”上，以增强光强，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更多的电能输出。太阳能电池分类 Different Cell Types 太阳能电池制造工艺太阳能电池制造工艺 Methods to make silicon:Chemical Vapor Deposition(CVD)Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)Very High Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(VHF-PECVD)The processing of a solar cell from silicon:In each step,the left image:process;the center:the surface after the step;the right:an enlarged cross section.Damage etch Texturing P-doping 1.2.3.4.太阳能电池制造工艺太阳能电池制造工艺 5.6.7.8.9.10.Emitter Diffusion Edge Isolation Anti Reflection Coating Contact Formation Sintering and Firing Ready for Delivery!太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。太阳能电池的发电原理 硅、磷、硼原子的 结构图结构图 Si P B 太阳能电池发电的原理主要是半导体的光伏效应。一般的半导体主要结构如下：图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。当硅晶体中掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴：图中，硼原子周围只有3个电子，所以就会产生如图所示的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P型半导体。同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N型半导体。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流，然后在PN结中形成电势差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：这个过程的实质是：光能转换成电能。光能转换成电能。N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。电池片电性能 伏安曲线测试条件：伏安曲线测试条件：温度：25 大气质量：1.5 光照强度：1000W/m2 该测试条件也称为太阳能电该测试条件也称为太阳能电池的标准测试条件。池的标准测试条件。Properties in physics 单片电池伏安曲线单片电池伏安曲线 备注：备注：1sun=1000w/m2 Properties/Features 用于表述太阳能电池电性能的最主要的5个参数是：Pmax-最大功率 Imp-最佳工作点电流 Vmp-最佳工作点电压 Isc-短路电流 Voc-开路电压 太阳能发电系统 Solar Generator System 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流或，还需要配置逆变器。各部分的作用为：（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作；（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，在需要的时候再释放出来；（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能想220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。太阳能电池组件 Solar module 定义：按照应用需求，太阳能电池经过一定的组合，达到一定的额定输出功率和输出电压的一组光伏电池，叫光伏组件 光伏组件中 电池的连结方式 我们常常把电池片通过并联或者串联结合的方式组成电池组件，来满足我们对电压、电流和功率的需要。串联方式：把电池片通过串联的方式而结合在一起的方式，目的是为了达到我们对高电压的需要。并联方式：为了满足我们对更高电流的需要，我们需要把电池片通过并联的方式结合起来。串联结构 并联结构 目前我们公司电池组件内电池片的连接都采用的是串联方式。例如：36片串联组件结构如下所示 光伏组件中 电池的连结方式 光伏组件工艺简述 下料 选片 玻璃清洗 串焊 排版、中检 层压、修边 焊接连接端子 电性能测试 边框注胶 装边框 装接线盒 高压测试 组件清洗 包装.玻璃清洗工序 目的：清除玻璃表面的异物和油脂，使得玻璃满足我们的工艺要求。设备：OR水处理机，玻璃清洗机 PPE：洁净棉线手套 工艺简述：钢化玻璃送入玻璃清洗机中，经过刷洗、冲洗、清洗和风干四步，除掉玻璃表面的异物、油脂和其他离子等。光伏组件工艺简述 2.电池片分选工序 目的：按照质量和工艺相关要求，对电池片的外观和功率进行分选。设备：功率分选仪 PPE：洁净棉线手套 工艺简述工艺简述：功率分选是通过给电池片一个短暂的闪光，测试 它的最大功率，对电池片进行归档。主要通过眼睛的观察，人工分选电池片外观。光伏组件工艺简述 3.串焊工序 目的：把电池片通过串联的方式连接成电池串。设备：串焊机、电烙铁 PPE：棉线手套 工艺简述工艺简述：分选好的电池片送入串焊机中，经定位、涂抹助焊剂、预热台预热、焊接，冷却后成为电池串。光伏组件工艺简述 4.下料工序 目的：按照产成品组件功率的不同，裁减符合尺寸要求的EVA和PET。设备：裁料仪 PPE：洁净棉线手套，防割手套 工艺简述：按照工艺部对不同功率的组件中原材料尺寸的要求，裁剪适合尺寸的EVA和PET。光伏组件工艺简述 5.排版和中检1工序 目的：按照组件结构的要求，铺设原材料。工具：剪刀，焊烙铁，直尺。PPE：棉线手套 工艺简述工艺简述：按照工艺与质量相关要求，把钢化玻璃、电池串、EVA和PET按顺序排放好。排版结束后，在中检台对其进行电压测试和异物检查。（如下图所示）光伏组件工艺简述 光伏组件工艺简述 光伏玻璃光伏玻璃 EVA 电池串电池串 EVA TPT 光伏组件内部结构示意：光伏组件内部结构示意：6.层压工序层压工序 目的：是按照一定顺序排好版的组件中各个成分紧密的结合在一起。设备：层压机 PPE：隔热手套 工艺简述工艺简述：通过特定时间和特定温度的控制，使得组件中的EVA在高温下融化，降温后和钢化玻璃和PET紧密地结合在一起。光伏组件工艺简述 7.修边工序 目的：用刀具修剪掉层压后组件周边多余的EVA和PET。PPE：防割手套 工具：修边刀 工艺简述工艺简述：按照质量的要求，沿着玻璃边沿滑动刀具，把多余的材料划掉。光伏组件工艺简述 8.中检工序：中检工序：目的：检查层压后组件内部是否存在异物以及裂片等。PPE：棉线手套 工艺简述工艺简述：通过组件背面的照明系统，正面目光检测组件是否存在质量文件中所不允许的问题。光伏组件工艺简述 9.接线柱工序 目的：在组件背面引出电流的输出端。工具：电烙铁 工艺简述工艺简述：在组件背板上开孔后，把接线盒中的接线柱焊接在组件的正负极上，用于收集组件中所产生的电流。光伏组件工艺简述 10.电性能测试工序电性能测试工序 目的：观察组件的电性能情况，确定组件的功率。设备：电性能测试仪 PPE：棉线手套 工艺简述工艺简述：用模拟太阳光照射在组件表面，使它产生电流，收集后确定该组件电性能是否正常，以及组件的最大功率值是多少。光伏组件工艺简述 11.边框注胶 目的：给用于保护组件的铝合金边框槽内注入硅胶。设备：注胶机 PPE：防滑手套 工艺简述工艺简述：按照相关质量要求在铝合金边框槽内，适量的、均匀地注入硅胶。这种硅胶是用于固定组件与边框能紧密的结合。光伏组件工艺简述 12.装边框 目的：把组件和铝合金边框按照要求结合起来。设备：装框机 PPE：防滑手套 工艺简述工艺简述：把组件的四边插入已经注入硅胶的铝合金边框槽中，紧密结合后，用螺钉给与固定。光伏组件工艺简述 13.装接线盒工序 目的：把接线盒通过一定的工艺装到组件的背面上。PPE：防滑手套 工艺简述工艺简述：给接线盒上打上硅胶，按照质量文件的要求把接线盒粘贴在组件的背面。光伏组件工艺简述 14.绝缘测试 目的：检测铝合金边框的漏电流是否满