Modul de celule solare

În general, modulul de celule solare este compus din cinci straturi de sus în jos, inclusiv sticlă fotovoltaică, film adeziv de ambalare, cip de celule, film adeziv de ambalare și backplane:

（1） Sticlă fotovoltaică

Datorită rezistenței mecanice slabe a celulei solare fotovoltaice unice, este ușor de spart;Umiditatea și gazul corosiv din aer vor oxida treptat și ruginesc electrodul și nu pot rezista la condițiile dure de lucru în aer liber;În același timp, tensiunea de lucru a celulelor fotovoltaice individuale este de obicei mică, ceea ce este dificil de îndeplinit nevoile echipamentelor electrice generale.Prin urmare, celulele solare sunt de obicei sigilate între un panou de ambalare și un backplane cu folie EVA pentru a forma un modul fotovoltaic indivizibil cu ambalaj și conexiune internă care poate oferi ieșire de curent continuu independent.Mai multe module fotovoltaice, invertoare și alte accesorii electrice constituie sistemul de generare a energiei fotovoltaice.

După ce sticla fotovoltaică care acoperă modulul fotovoltaic este acoperită, aceasta poate asigura o transmisie mai mare a luminii, astfel încât celula solară să poată genera mai multă electricitate;În același timp, sticla fotovoltaică călită are o rezistență mai mare, ceea ce poate face ca celulele solare să reziste la o presiune mai mare a vântului și o diferență mai mare de temperatură diurnă.Prin urmare, sticla fotovoltaică este unul dintre accesoriile indispensabile ale modulelor fotovoltaice.

Celulele fotovoltaice sunt împărțite în principal în celule de siliciu cristalin și celule cu peliculă subțire.Sticla fotovoltaică utilizată pentru celulele de siliciu cristalin adoptă în principal metoda de calandrare, iar sticla fotovoltaică utilizată pentru celulele cu film subțire adoptă în principal metoda flotant.

(2) Film adeziv de etanșare (EVA)

Folia adezivă de ambalare a celulelor solare este situată în mijlocul modulului de celule solare, care învelește foaia celulei și este lipită cu sticla și placa din spate.Principalele funcții ale foliei adezive pentru ambalarea celulelor solare includ: furnizarea de suport structural pentru echipamentul liniei de celule solare, asigurarea unei cuplari optice maxime între celulă și radiația solară, izolarea fizică a celulei și linia și conducerea căldurii generate de celulă, etc. Prin urmare, produsele din film de ambalare trebuie să aibă o barieră ridicată împotriva vaporilor de apă, o transmisie ridicată a luminii vizibile, rezistivitate de volum mare, rezistență la intemperii și performanță anti PID.

În prezent, filmul adeziv EVA este cel mai utilizat material de film adeziv pentru ambalarea celulelor solare.Începând cu 2018, cota sa de piață este de aproximativ 90%.Are mai mult de 20 de ani de istorie a aplicațiilor, cu performanță echilibrată a produsului și performanță la costuri ridicate.Filmul adeziv POE este un alt material de film adeziv de ambalare fotovoltaic utilizat pe scară largă.Începând cu 2018, cota sa de piață este de aproximativ 9% 5. Acest produs este un copolimer de etilenă octenă, care poate fi utilizat pentru ambalarea modulelor solare din sticlă unică și duble, în special în modulele duble din sticlă.Filmul adeziv POE are caracteristici excelente, cum ar fi rata ridicată de barieră de vapori de apă, transmisie ridicată a luminii vizibile, rezistivitate de volum mare, rezistență excelentă la intemperii și performanță anti PID pe termen lung.În plus, performanța unică de reflectare ridicată a acestui produs poate îmbunătăți utilizarea eficientă a luminii solare pentru modul, poate ajuta la creșterea puterii modulului și poate rezolva problema depășirii filmului adeziv alb după laminarea modulului.

（3） Cip baterie

Celula solară cu siliciu este un dispozitiv tipic cu două terminale.Cele două terminale se află pe suprafața de recepție a luminii și, respectiv, pe suprafața de iluminare din spate a cipului de siliciu.

Principiul generării de energie fotovoltaică: Când un foton strălucește pe un metal, energia acestuia poate fi absorbită complet de un electron din metal.Energia absorbită de electron este suficient de mare pentru a depăși forța Coulomb din interiorul atomului de metal și a lucra, a scăpa de pe suprafața metalului și a deveni un fotoelectron.Atomul de siliciu are patru electroni exteriori.Dacă siliciul pur este dopat cu atomi cu cinci electroni exteriori, cum ar fi atomii de fosfor, acesta devine un semiconductor de tip N;Dacă siliciul pur este dopat cu atomi cu trei electroni exteriori, cum ar fi atomii de bor, se formează un semiconductor de tip P.Când tipul P și tipul N sunt combinate, suprafața de contact va forma o diferență de potențial și va deveni o celulă solară.Când lumina soarelui strălucește pe joncțiunea PN, curentul curge din partea de tip P către partea de tip N, formând un curent.

În funcție de diferitele materiale utilizate, celulele solare pot fi împărțite în trei categorii: prima categorie este celulele solare cu siliciu cristalin, inclusiv siliciul monocristalin și siliciul policristalin.Cercetarea și dezvoltarea lor și aplicarea pe piață sunt relativ aprofundate, iar eficiența lor de conversie fotoelectrică este mare, ocupând cota principală de piață a cipului actual al bateriei;A doua categorie este celulele solare cu peliculă subțire, inclusiv pelicule pe bază de siliciu, compuși și materiale organice.Cu toate acestea, din cauza deficitului sau toxicității materiilor prime, a eficienței scăzute de conversie, a stabilității slabe și a altor deficiențe, acestea sunt rareori utilizate pe piață;A treia categorie sunt celulele solare noi, inclusiv celulele solare laminate, care sunt în prezent în stadiu de cercetare și dezvoltare, iar tehnologia nu este încă matură.

Principalele materii prime ale celulelor solare sunt polisiliciul (care poate produce tije de siliciu monocristal, lingouri de polisiliciu etc.).Procesul de producție include în principal: curățare și flocare, difuzie, gravare pe margini, sticlă silicon defosforizată, PECVD, serigrafie, sinterizare, testare etc.

Diferența și relația dintre panoul fotovoltaic monocristalin și policristalin sunt extinse aici

Monocristalul și policristalinul sunt două căi tehnice de energie solară cu siliciu cristalin.Dacă un singur cristal este comparat cu o piatră completă, policristalina este o piatră făcută din pietre zdrobite.Datorită proprietăților fizice diferite, eficiența de conversie fotoelectrică a monocristalului este mai mare decât cea a policristalului, dar costul policristalului este relativ scăzut.

Eficiența de conversie fotoelectrică a celulelor solare de siliciu monocristalin este de aproximativ 18%, iar cea mai mare este de 24%.Aceasta este cea mai mare eficiență de conversie fotoelectrică dintre toate tipurile de celule solare, dar costul de producție este ridicat.Deoarece siliciul monocristalin este în general ambalat cu sticlă călită și rășină impermeabilă, este durabil și are o durată de viață de 25 de ani.

Procesul de producție al celulelor solare cu siliciu policristalin este similar cu cel al celulelor solare cu siliciu monocristalin, dar eficiența conversiei fotoelectrice a celulelor solare cu siliciu policristalin trebuie redusă mult, iar eficiența sa de conversie fotoelectrică este de aproximativ 16%.În ceea ce privește costul de producție, este mai ieftin decât celulele solare cu siliciu monocristalin.Materialele sunt ușor de fabricat, economisind consumul de energie, iar costul total de producție este scăzut.

Relația dintre monocristal și policristal: policristalul este un monocristal cu defecte.

Odată cu creșterea licitațiilor online fără subvenții și raritatea tot mai mare a resurselor de teren instalabile, cererea de produse eficiente pe piața globală este în creștere.Atenția investitorilor s-a mutat, de asemenea, de la graba anterioară la sursa inițială, adică performanța de generare a energiei și fiabilitatea pe termen lung a proiectului în sine, care este cheia pentru veniturile viitoare ale centralei electrice.În această etapă, tehnologia policristalină are încă avantaje ca cost, dar eficiența sa este relativ scăzută.

Există multe motive pentru creșterea lentă a tehnologiei policristaline: pe de o parte, costul cercetării și dezvoltării rămâne ridicat, ceea ce duce la costul ridicat de producție al noilor procese.Pe de altă parte, prețul echipamentului este extrem de scump.Cu toate acestea, chiar dacă eficiența de generare a energiei și performanța monocristalelor eficiente nu sunt la îndemâna policristalelor și a monocristalelor obișnuite, unii clienți sensibili la preț vor fi în continuare „incapabili să concureze” atunci când aleg.

În prezent, tehnologia eficientă cu un singur cristal a realizat un echilibru bun între performanță și cost.Volumul vânzărilor de monocristal a ocupat o poziție de lider pe piață.

（4） Backplane

Fondul solar este un material de ambalare fotovoltaic situat pe spatele modulului de celule solare.Este folosit în principal pentru a proteja modulul de celule solare în mediul exterior, pentru a rezista coroziunii factorilor de mediu, cum ar fi lumina, umiditatea și căldura de pe filmul de ambalaj, cipurile de celule și alte materiale și joacă un rol de protecție a izolației rezistente la intemperii.Deoarece panoul de fundal este situat în cel mai exterior strat din spatele modulului fotovoltaic și contactează direct cu mediul extern, acesta trebuie să aibă o rezistență excelentă la temperaturi ridicate și scăzute, rezistență la radiații ultraviolete, rezistență la îmbătrânirea mediului, barieră de vapori de apă, izolație electrică și altele. proprietăți pentru a îndeplini durata de viață de 25 de ani a modulului de celule solare.Odată cu îmbunătățirea continuă a cerințelor de eficiență a generării de energie din industria fotovoltaică, unele produse solare de înaltă performanță au, de asemenea, reflectivitate ridicată a luminii pentru a îmbunătăți eficiența conversiei fotoelectrice a modulelor solare.

Conform clasificării materialelor, panoul de bază este împărțit în principal în polimeri organici și substanțe anorganice.Fondul solar se referă de obicei la polimeri organici, iar substanțele anorganice sunt în principal sticlă.În funcție de procesul de producție, există în principal tip compozit, tip de acoperire și tip de coextruziune.În prezent, backplane-ul compozit reprezintă mai mult de 78% din piața backplane-ului.Datorită aplicării tot mai mari a componentelor din sticlă dublă, cota de piață a panoului de bază din sticlă depășește 12%, iar cea a panoului de fundal acoperit și a altor panouri de bază structurale este de aproximativ 10%.

Materiile prime ale suportului solar includ în principal folie de bază PET, material cu fluor și adeziv.Filmul de bază din PET oferă în principal proprietăți izolatoare și mecanice, dar rezistența sa la intemperii este relativ slabă;Materialele cu fluor sunt împărțite în principal în două forme: film de fluor și rășină care conține fluor, care asigură izolație, rezistență la intemperii și proprietate de barieră;Adezivul este compus în principal din rășină sintetică, agent de întărire, aditivi funcționali și alte substanțe chimice.Este folosit pentru a lipi filmul de bază din PET și filmul de fluor în suportul compozit.În prezent, panourile de bază ale modulelor de celule solare de înaltă calitate folosesc practic materiale cu fluor pentru a proteja pelicula de bază din PET.Singura diferență este că forma și compoziția materialelor fluorurate utilizate sunt diferite.Materialul cu fluor este compus pe filmul de bază din PET cu un adeziv sub formă de film cu fluor, care este un backplane compozit;Este acoperit direct pe folie de bază PET sub formă de rășină care conține fluor printr-un proces special, care se numește backplane acoperit.

În general vorbind, backplane-ul compozit are o performanță cuprinzătoare superioară datorită integrității filmului său de fluor;Fondul acoperit are un avantaj de preț datorită costului scăzut al materialului.

Principalele tipuri de backplane compozit

Fondul solar compozit poate fi împărțit în fundal cu peliculă de fluor cu două fețe, fundal cu film de fluor cu o singură față și fundal fără fluor în funcție de conținutul de fluor.Datorită rezistenței lor la intemperii și a altor caracteristici, sunt potrivite pentru diferite medii.În general, rezistența la intemperii la mediu este urmată de panoul de fundal cu folie de fluor cu două fețe, panoul de fundal cu film de fluor cu o singură față și panoul de fundal fără fluor, iar prețurile acestora scad în general la rândul lor.

Notă: (1) Filmul PVF (rășină monofluorurată) este extrudat din copolimerul PVF.Acest proces de formare asigură că stratul decorativ PVF este compact și lipsit de defecte, cum ar fi găuri și fisuri care apar adesea în timpul pulverizării acoperirii cu PVDF (rășină difluorurată) sau a acoperirii cu role.Prin urmare, izolația stratului decorativ de film PVF este superioară acoperirii PVDF.Materialul de acoperire cu folie PVF poate fi utilizat în locuri cu mediu de coroziune mai rău;

(2) În procesul de fabricare a filmului PVF, aranjamentul de extrudare a rețelei moleculare de-a lungul direcțiilor longitudinale și transversale își întărește foarte mult rezistența fizică, astfel încât filmul PVF are o duritate mai mare;

(3) Filmul PVF are o rezistență mai puternică la uzură și o durată de viață mai lungă;

(4) Suprafața filmului PVF extrudat este netedă și delicată, fără dungi, coajă de portocală, micro-rid și alte defecte produse pe suprafață în timpul acoperirii cu role sau pulverizării.

Scenarii aplicabile

Datorită rezistenței sale superioare la intemperii, panoul de fundal compozit cu peliculă de fluor pe două fețe poate rezista la medii severe, cum ar fi frig, temperatură ridicată, vânt și nisip, ploaie etc. și este de obicei utilizat pe scară largă în platou, deșert, Gobi și alte regiuni;Fondul compozit cu folie de fluor cu o singură față este un produs de reducere a costurilor pentru panoul de fundal compozit cu film de fluor cu două fețe.În comparație cu panoul de fundal compozit cu peliculă de fluor cu două fețe, stratul său interior are rezistență slabă la ultraviolete și disipare a căldurii, care se aplică în principal acoperișurilor și zonelor cu radiații ultraviolete moderate.

6, invertor PV

În procesul de generare a energiei solare fotovoltaice, puterea generată de rețelele fotovoltaice este curent continuu, dar multe sarcini au nevoie de curent alternativ.Sistemul de alimentare cu curent continuu are limitări mari, ceea ce nu este convenabil pentru transformarea tensiunii, iar domeniul de aplicare a sarcinii este, de asemenea, limitat.Cu excepția sarcinilor electrice speciale, invertoarele sunt necesare pentru a converti puterea de curent continuu în putere de curent alternativ.Invertorul fotovoltaic este inima sistemului de generare a energiei solare fotovoltaice.El transformă puterea DC generată de sistemul de generare a energiei fotovoltaice în puterea AC necesară vieții prin tehnologia de conversie electronică a puterii și este una dintre cele mai importante componente de bază ale centralei fotovoltaice.