Mòdul de cèl·lules solars

En general, el mòdul de cèl·lules solars es compon de cinc capes de dalt a baix, incloent vidre fotovoltaic, film adhesiu d'embalatge, xip cel·lular, film adhesiu d'embalatge i placa posterior:

（1） Vidre fotovoltaic

A causa de la poca resistència mecànica de la cèl·lula solar fotovoltaica única, és fàcil de trencar;La humitat i el gas corrosiu de l'aire s'oxiden i s'oxiden gradualment l'elèctrode i no poden suportar les dures condicions del treball a l'aire lliure;Al mateix temps, la tensió de treball de les cèl·lules fotovoltaiques individuals sol ser petita, cosa que és difícil de satisfer les necessitats dels equips elèctrics generals.Per tant, les cèl·lules solars solen estar segellades entre un panell d'embalatge i una placa posterior mitjançant una pel·lícula EVA per formar un mòdul fotovoltaic indivisible amb embalatge i connexió interna que pot proporcionar sortida de CC de manera independent.Diversos mòduls fotovoltaics, inversors i altres accessoris elèctrics constitueixen el sistema de generació d'energia fotovoltaica.

Després de recobrir el vidre fotovoltaic que cobreix el mòdul fotovoltaic, pot garantir una major transmissió de la llum, de manera que la cèl·lula solar pot generar més electricitat;Al mateix temps, el vidre fotovoltaic endurit té una major resistència, cosa que pot fer que les cèl·lules solars suportin una major pressió del vent i una major diferència de temperatura diürna.Per tant, el vidre fotovoltaic és un dels accessoris indispensables dels mòduls fotovoltaics.

Les cèl·lules fotovoltaiques es divideixen principalment en cèl·lules de silici cristal·lí i cèl·lules de pel·lícula fina.El vidre fotovoltaic utilitzat per a les cèl·lules de silici cristal·lí adopta principalment el mètode de calandrat, i el vidre fotovoltaic utilitzat per a les cèl·lules de pel·lícula fina adopta principalment el mètode flotant.

（2） Pel·lícula adhesiva de segellat (EVA)

La pel·lícula adhesiva d'embalatge de cèl·lules solars es troba al centre del mòdul de cèl·lules solars, que embolcalla la làmina de la cèl·lula i s'uneix amb el vidre i la placa posterior.Les funcions principals de la pel·lícula adhesiva d'embalatge de cèl·lules solars inclouen: proporcionar suport estructural per a l'equip de la línia de cèl·lules solars, proporcionar el màxim acoblament òptic entre la cèl·lula i la radiació solar, aïllar físicament la cèl·lula i la línia i conduir la calor generada per la cèl·lula, etc. Per tant, els productes de pel·lícula d'envasat han de tenir una alta barrera de vapor d'aigua, una alta transmissió de la llum visible, una gran resistivitat de volum, resistència a la intempèrie i un rendiment anti PID.

Actualment, la pel·lícula adhesiva EVA és el material de pel·lícula adhesiva més utilitzat per a l'envasament de cèl·lules solars.A partir del 2018, la seva quota de mercat és d'aproximadament el 90%.Té més de 20 anys d'historial d'aplicacions, amb un rendiment equilibrat del producte i un alt rendiment de costos.La pel·lícula adhesiva POE és un altre material de pel·lícula adhesiva d'embalatge fotovoltaic àmpliament utilitzat.A partir de 2018, la seva quota de mercat és d'aproximadament el 9% 5. Aquest producte és un copolímer d'etilè octè, que es pot utilitzar per a l'envasament de mòduls de vidre únic i doble, especialment en mòduls de vidre doble.La pel·lícula adhesiva POE té excel·lents característiques, com ara una alta taxa de barrera de vapor d'aigua, una alta transmissió de la llum visible, una gran resistivitat de volum, una excel·lent resistència a la intempèrie i un rendiment anti PID a llarg termini.A més, l'alt rendiment reflectant únic d'aquest producte pot millorar la utilització efectiva de la llum solar per al mòdul, ajudar a augmentar la potència del mòdul i pot resoldre el problema del desbordament de la pel·lícula adhesiva blanca després de la laminació del mòdul.

（3） Xip de bateria

La cèl·lula solar de silici és un dispositiu típic de dos terminals.Els dos terminals es troben respectivament a la superfície de recepció de llum i a la superfície de retroil·luminació del xip de silici.

El principi de generació d'energia fotovoltaica: quan un fotó brilla sobre un metall, la seva energia pot ser totalment absorbida per un electró del metall.L'energia absorbida per l'electró és prou gran per superar la força de Coulomb dins de l'àtom metàl·lic i fer feina, escapar de la superfície metàl·lica i convertir-se en un fotoelectró.L'àtom de silici té quatre electrons exteriors.Si el silici pur es dopa amb àtoms amb cinc electrons exteriors, com els àtoms de fòsfor, es converteix en un semiconductor de tipus N;Si el silici pur es dopa amb àtoms amb tres electrons exteriors, com ara àtoms de bor, es forma un semiconductor de tipus P.Quan es combinen el tipus P i el tipus N, la superfície de contacte formarà una diferència de potencial i es convertirà en una cèl·lula solar.Quan la llum solar brilla a la unió PN, el corrent flueix del costat del tipus P al costat del tipus N, formant un corrent.

Segons els diferents materials utilitzats, les cèl·lules solars es poden dividir en tres categories: la primera categoria són les cèl·lules solars de silici cristal·lí, incloent silici monocristal·lí i silici policristalí.La seva investigació i desenvolupament i aplicació al mercat són relativament en profunditat, i la seva eficiència de conversió fotoelèctrica és alta, ocupant la quota de mercat principal del xip de la bateria actual;La segona categoria són les cèl·lules solars de pel·lícula prima, que inclouen pel·lícules, compostos i materials orgànics basats en silici.Tanmateix, a causa de l'escassetat o la toxicitat de les matèries primeres, la baixa eficiència de conversió, la mala estabilitat i altres deficiències, poques vegades s'utilitzen al mercat;La tercera categoria són les cèl·lules solars noves, incloses les cèl·lules solars laminates, que actualment es troben en fase d'investigació i desenvolupament i la tecnologia encara no està madura.

Les principals matèries primeres de les cèl·lules solars són el polisilici (que pot produir varetes de silici monocristall, lingots de polisilici, etc.).El procés de producció inclou principalment: neteja i flocat, difusió, gravat de vores, vidre de silici desfosforitzat, PECVD, serigrafia, sinterització, proves, etc.

La diferència i la relació entre el panell fotovoltaic monocristal·lí i el policristal·lí s'amplien aquí

El monocristal·lí i el policristal·lí són dues vies tècniques d'energia solar de silici cristal·lí.Si es compara l'únic cristall amb una pedra completa, la policristalina és una pedra feta de pedres triturades.A causa de les diferents propietats físiques, l'eficiència de conversió fotoelèctrica del cristall únic és superior a la del policristal, però el cost del policristal és relativament baix.

L'eficiència de conversió fotoelèctrica de les cèl·lules solars de silici monocristal·lí és d'un 18% i la més alta és del 24%.Aquesta és l'eficiència de conversió fotoelèctrica més alta de tot tipus de cèl·lules solars, però el cost de producció és elevat.Com que el silici monocristal·lí generalment s'empaqueta amb vidre temperat i resina impermeable, és durador i té una vida útil de 25 anys.

El procés de producció de cèl·lules solars de silici policristalí és similar al de les cèl·lules solars de silici monocristal·lí, però l'eficiència de conversió fotoelèctrica de les cèl·lules solars de silici policristalí s'ha de reduir molt i la seva eficiència de conversió fotoelèctrica és d'un 16%.Pel que fa al cost de producció, és més barat que les cèl·lules solars de silici monocristal·lí.Els materials són fàcils de fabricar, estalvien el consum d'energia i el cost total de producció és baix.

Relació entre el monocristal i el policristal: el policristal és un monocristal amb defectes.

Amb l'augment de les licitacions en línia sense subvencions i la creixent escassetat de recursos de sòl instal·lable, la demanda de productes eficients al mercat global està augmentant.L'atenció dels inversors també s'ha desplaçat de la pressa anterior a la font original, és a dir, el rendiment de la generació d'energia i la fiabilitat a llarg termini del projecte en si, que és la clau dels ingressos futurs de la central elèctrica.En aquesta etapa, la tecnologia policristalina encara té avantatges de cost, però la seva eficiència és relativament baixa.

Hi ha moltes raons per al lent creixement de la tecnologia policristalina: d'una banda, el cost d'investigació i desenvolupament segueix sent elevat, la qual cosa comporta l'elevat cost de fabricació dels nous processos.D'altra banda, el preu de l'equip és extremadament car.Tanmateix, tot i que l'eficiència de generació d'energia i el rendiment dels cristalls únics eficients estan fora de l'abast dels policristalls i els cristalls únics normals, alguns clients sensibles al preu encara no podran competir a l'hora de triar.

Actualment, la tecnologia eficient d'un sol cristall ha aconseguit un bon equilibri entre rendiment i cost.El volum de vendes de cristall únic ha ocupat una posició de lideratge al mercat.

（4） Pla posterior

La placa posterior solar és un material d'embalatge fotovoltaic situat a la part posterior del mòdul de cèl·lules solars.S'utilitza principalment per protegir el mòdul de cèl·lules solars a l'aire lliure, resistir la corrosió de factors ambientals com la llum, la humitat i la calor a la pel·lícula d'embalatge, xips de cèl·lules i altres materials, i tenir un paper de protecció d'aïllament resistent a la intempèrie.Atès que la placa posterior es troba a la capa més externa de la part posterior del mòdul fotovoltaic i en contacte directament amb l'entorn extern, ha de tenir una excel·lent resistència a altes i baixes temperatures, resistència a la radiació ultraviolada, resistència a l'envelliment ambiental, barrera de vapor d'aigua, aïllament elèctric i altres propietats per complir la vida útil de 25 anys del mòdul de cèl·lules solars.Amb la millora contínua dels requisits d'eficiència de generació d'energia de la indústria fotovoltaica, alguns productes de placa posterior solar d'alt rendiment també tenen una alta reflectivitat de la llum per millorar l'eficiència de conversió fotoelèctrica dels mòduls solars.

Segons la classificació dels materials, la placa posterior es divideix principalment en polímers orgànics i substàncies inorgàniques.La placa posterior solar es refereix normalment a polímers orgànics, i les substàncies inorgàniques són principalment vidre.Segons el procés de producció, hi ha principalment tipus compost, tipus de recobriment i tipus de coextrusió.Actualment, la placa posterior composta representa més del 78% del mercat de la placa posterior.A causa de l'aplicació creixent de components de doble vidre, la quota de mercat de la placa posterior de vidre supera el 12%, i la de la placa posterior recoberta i altres plaques posteriors estructurals és d'aproximadament un 10%.

Les matèries primeres de la placa posterior solar inclouen principalment pel·lícula base de PET, material de fluor i adhesiu.La pel·lícula base de PET proporciona principalment propietats aïllants i mecàniques, però la seva resistència a la intempèrie és relativament pobre;Els materials de fluor es divideixen principalment en dues formes: pel·lícula de fluor i resina que conté fluor, que proporcionen aïllament, resistència a la intempèrie i propietat de barrera;L'adhesiu es compon principalment de resina sintètica, agent de curat, additius funcionals i altres productes químics.S'utilitza per unir la pel·lícula base de PET i la pel·lícula de fluor a la placa posterior composta.Actualment, els panells posteriors dels mòduls de cèl·lules solars d'alta qualitat utilitzen bàsicament materials de fluor per protegir la pel·lícula base de PET.L'única diferència és que la forma i la composició dels materials fluorurs utilitzats són diferents.El material de fluor es combina a la pel·lícula base de PET mitjançant un adhesiu en forma de pel·lícula de fluor, que és una placa posterior composta;Es recobreix directament amb una pel·lícula base de PET en forma de resina que conté fluor mitjançant un procés especial, que s'anomena placa posterior recoberta.

En termes generals, la placa posterior composta té un rendiment integral superior a causa de la integritat de la seva pel·lícula de fluor;La placa posterior recoberta té un avantatge de preu a causa del seu baix cost de material.

Principals tipus de placa posterior composta

La placa posterior solar composta es pot dividir en una placa posterior de pel·lícula de fluor de doble cara, una placa posterior de pel·lícula de fluor d'una sola cara i una placa posterior lliure de fluor segons el contingut de fluor.A causa de la seva resistència a la intempèrie i altres característiques, són adequats per a diferents entorns.En termes generals, la resistència a la intempèrie al medi ambient va seguida de la placa posterior de pel·lícula de fluor de doble cara, la placa posterior de pel·lícula de fluor d'una sola cara i la placa posterior lliure de fluor, i els seus preus generalment disminueixen al seu torn.

Nota: (1) La pel·lícula PVF (resina monofluorada) s'extrudeix del copolímer PVF.Aquest procés de formació garanteix que la capa decorativa de PVF sigui compacta i lliure de defectes com ara forats i esquerdes que sovint es produeixen durant la polvorització del recobriment de PVDF (resina difluorada) o el recobriment del rodet.Per tant, l'aïllament de la capa decorativa de pel·lícula PVF és superior al recobriment de PVDF.El material de recobriment de pel·lícula PVF es pot utilitzar en llocs amb pitjor entorn de corrosió;

(2) En el procés de fabricació de pel·lícules PVF, la disposició d'extrusió de la gelosia molecular al llarg de les direccions longitudinals i transversals reforça molt la seva força física, de manera que la pel·lícula PVF té una major duresa;

(3) La pel·lícula PVF té una resistència al desgast més forta i una vida útil més llarga;

(4) La superfície de la pel·lícula PVF extruïda és llisa i delicada, lliure de ratlles, pell de taronja, microarrugues i altres defectes produïts a la superfície durant el recobriment o la polvorització del rodet.

Escenaris aplicables

A causa de la seva resistència a la intempèrie superior, la placa posterior composta de pel·lícula de fluor de doble cara pot suportar entorns severs com ara fred, altes temperatures, vent i sorra, pluja, etc., i normalment s'utilitza àmpliament a l'altiplà, desert, Gobi i altres regions;La placa posterior composta de pel·lícula de fluor d'una sola cara és un producte de reducció de costos de la placa posterior composta de pel·lícula de fluor de doble cara.En comparació amb la placa posterior composta de pel·lícula de fluor de doble cara, la seva capa interior té una resistència ultraviolada i una dissipació de calor pobres, que s'aplica principalment a sostres i zones amb radiació ultraviolada moderada.

6, inversor fotovoltaic

En el procés de generació d'energia solar fotovoltaica, l'energia generada per les matrius fotovoltaiques és potència CC, però moltes càrregues necessiten energia CA.El sistema d'alimentació de CC té grans limitacions, cosa que no és convenient per a la transformació de tensió, i l'abast d'aplicació de càrrega també és limitat.Excepte per a càrregues elèctriques especials, els inversors són necessaris per convertir l'energia de CC en energia de CA.L'inversor fotovoltaic és el cor del sistema de generació d'energia solar fotovoltaica.Converteix l'energia de CC generada pel sistema de generació d'energia fotovoltaica en la potència de CA requerida per la vida mitjançant la tecnologia de conversió electrònica de potència, i és un dels components bàsics més importants de la central fotovoltaica.