Zonnecel module

Over het algemeen bestaat de zonnecelmodule uit vijf lagen van boven naar beneden, inclusief fotovoltaïsch glas, zelfklevende verpakkingsfolie, celchip, zelfklevende verpakkingsfolie en backplane:

(1) Fotovoltaïsch glas

Vanwege de slechte mechanische sterkte van de enkele fotovoltaïsche zonnecel is deze gemakkelijk te breken;Het vocht en het corrosieve gas in de lucht zullen de elektrode geleidelijk oxideren en roesten en zijn niet bestand tegen de barre omstandigheden van buitenwerk;Tegelijkertijd is de werkspanning van enkele fotovoltaïsche cellen meestal klein, wat moeilijk is om te voldoen aan de behoeften van algemene elektrische apparatuur.Daarom worden de zonnecellen meestal afgedicht tussen een verpakkingspaneel en een backplane door middel van EVA-film om een ​​ondeelbare fotovoltaïsche module te vormen met een verpakking en een interne verbinding die onafhankelijk DC-output kan leveren.Verschillende fotovoltaïsche modules, omvormers en andere elektrische accessoires vormen het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem.

Nadat het fotovoltaïsche glas dat de fotovoltaïsche module bedekt is gecoat, kan het zorgen voor een hogere lichtdoorlatendheid, zodat de zonnecel meer elektriciteit kan opwekken;Tegelijkertijd heeft het geharde fotovoltaïsche glas een hogere sterkte, waardoor de zonnecellen bestand zijn tegen een grotere winddruk en een groter dagtemperatuurverschil.Daarom is fotovoltaïsch glas een van de onmisbare accessoires van fotovoltaïsche modules.

Fotovoltaïsche cellen worden voornamelijk onderverdeeld in kristallijn siliciumcellen en dunnefilmcellen.Het fotovoltaïsche glas dat wordt gebruikt voor cellen van kristallijn silicium gebruikt voornamelijk de kalandermethode en het fotovoltaïsche glas dat wordt gebruikt voor dunne-filmcellen gebruikt voornamelijk de float-methode.

(2) Afdichtende kleeffolie (EVA)

De kleeffolie voor de verpakking van de zonnecel bevindt zich in het midden van de zonnecelmodule, die de celplaat omhult en is verbonden met het glas en de achterplaat.De belangrijkste functies van de zelfklevende film voor zonnecellen zijn: structurele ondersteuning bieden voor de apparatuur van de zonnecellijn, maximale optische koppeling tussen de cel en zonnestraling bieden, de cel en de lijn fysiek isoleren en de warmte geleiden die door de cel wordt gegenereerd, enz. Daarom moeten verpakkingsfolieproducten een hoge waterdampbarrière, hoge zichtbaar lichttransmissie, hoge volumeweerstand, weersbestendigheid en anti-PID-prestaties hebben.

Op dit moment is EVA-kleeffilm het meest gebruikte zelfklevende filmmateriaal voor het verpakken van zonnecellen.Vanaf 2018 is het marktaandeel ongeveer 90%.Het heeft meer dan 20 jaar toepassingsgeschiedenis, met evenwichtige productprestaties en hoge kostenprestaties.POE-kleeffilm is een ander veel gebruikt fotovoltaïsch kleeffilmmateriaal voor verpakkingen.Vanaf 2018 is het marktaandeel ongeveer 9% 5. Dit product is een ethyleenocteencopolymeer, dat kan worden gebruikt voor het verpakken van modules van enkel glas en dubbel glas op zonne-energie, met name in modules van dubbel glas.POE-kleeffilm heeft uitstekende eigenschappen, zoals een hoge waterdampbarrièresnelheid, hoge zichtbaar lichttransmissie, hoge volumeweerstand, uitstekende weersbestendigheid en langdurige anti-PID-prestaties.Bovendien kunnen de unieke hoge reflecterende prestaties van dit product het effectieve gebruik van zonlicht voor de module verbeteren, helpen om de kracht van de module te vergroten en het probleem van het overlopen van witte kleeffilm na het lamineren van de module oplossen.

(3) Batterijchip

Siliciumzonnecel is een typisch apparaat met twee aansluitingen.De twee terminals bevinden zich respectievelijk op het lichtontvangende oppervlak en het backlight-oppervlak van de siliciumchip.

Het principe van fotovoltaïsche energieopwekking: wanneer een foton op een metaal schijnt, kan zijn energie volledig worden geabsorbeerd door een elektron in het metaal.De energie die door het elektron wordt geabsorbeerd, is groot genoeg om de Coulomb-kracht in het metaalatoom te overwinnen en te werken, te ontsnappen aan het metaaloppervlak en een foto-elektron te worden.Siliciumatoom heeft vier buitenste elektronen.Als puur silicium wordt gedoteerd met atomen met vijf buitenste elektronen, zoals fosforatomen, wordt het een N-type halfgeleider;Als puur silicium wordt gedoteerd met atomen met drie buitenste elektronen, zoals booratomen, wordt een P-type halfgeleider gevormd.Wanneer P-type en N-type worden gecombineerd, vormt het contactoppervlak een potentiaalverschil en wordt het een zonnecel.Wanneer zonlicht op de PN-overgang schijnt, vloeit de stroom van de P-type zijde naar de N-type zijde en vormt een stroom.

Volgens de verschillende gebruikte materialen kunnen zonnecellen worden onderverdeeld in drie categorieën: de eerste categorie zijn zonnecellen van kristallijn silicium, waaronder monokristallijn silicium en polykristallijn silicium.Hun onderzoek en ontwikkeling en markttoepassing zijn relatief diepgaand en hun foto-elektrische conversie-efficiëntie is hoog, waardoor ze het belangrijkste marktaandeel van de huidige batterijchip innemen;De tweede categorie zijn dunnefilmzonnecellen, waaronder op silicium gebaseerde films, verbindingen en organische materialen.Vanwege de schaarste of toxiciteit van grondstoffen, lage conversie-efficiëntie, slechte stabiliteit en andere tekortkomingen, worden ze echter zelden op de markt gebruikt;De derde categorie zijn nieuwe zonnecellen, waaronder gelamineerde zonnecellen, die zich momenteel in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase bevinden en waarvan de technologie nog niet volwassen is.

De belangrijkste grondstoffen van zonnecellen zijn polysilicium (dat monokristallijne siliciumstaven, polysiliciumstaven, enz. kan produceren).Het productieproces omvat voornamelijk: reinigen en bevlokken, diffusie, randetsen, gedefosforiseerd siliciumglas, PECVD, zeefdruk, sinteren, testen, enz.

Het verschil en de relatie tussen monokristallijne en polykristallijne fotovoltaïsche panelen worden hier uitgebreid

Eenkristal en polykristallijn zijn twee technische routes van kristallijn silicium zonne-energie.Als het enkele kristal wordt vergeleken met een complete steen, is de polykristallijne een steen gemaakt van gemalen stenen.Vanwege verschillende fysieke eigenschappen is de foto-elektrische conversie-efficiëntie van monokristallijn hoger dan die van polykristallijn, maar de kosten van polykristallijn zijn relatief laag.

De foto-elektrische conversie-efficiëntie van monokristallijne siliciumzonnecellen is ongeveer 18% en de hoogste is 24%.Dit is de hoogste foto-elektrische conversie-efficiëntie van alle soorten zonnecellen, maar de productiekosten zijn hoog.Omdat monokristallijn silicium over het algemeen wordt verpakt met gehard glas en waterdichte hars, is het duurzaam en heeft het een levensduur van 25 jaar.

Het productieproces van polykristallijne siliciumzonnecellen is vergelijkbaar met dat van monokristallijne siliciumzonnecellen, maar de foto-elektrische conversie-efficiëntie van polykristallijne siliciumzonnecellen moet aanzienlijk worden verminderd en de foto-elektrische conversie-efficiëntie is ongeveer 16%.Qua productiekosten is het goedkoper dan zonnecellen van monokristallijn silicium.De materialen zijn eenvoudig te vervaardigen, waardoor het stroomverbruik wordt bespaard en de totale productiekosten laag zijn.

Relatie tussen eenkristal en polykristal: polykristal is een eenkristal met defecten.

Met de opkomst van online bieden zonder subsidies en de toenemende schaarste aan installeerbare landbronnen, neemt de vraag naar efficiënte producten op de wereldmarkt toe.De aandacht van investeerders is ook verschoven van de vorige stormloop naar de oorspronkelijke bron, dat wil zeggen de prestaties van de energieopwekking en de betrouwbaarheid op lange termijn van het project zelf, wat de sleutel is tot toekomstige inkomsten uit elektriciteitscentrales.In dit stadium heeft polykristallijne technologie nog steeds kostenvoordelen, maar de efficiëntie is relatief laag.

Er zijn veel redenen voor de trage groei van polykristallijne technologie: aan de ene kant blijven de kosten voor onderzoek en ontwikkeling hoog, wat leidt tot hoge fabricagekosten van nieuwe processen.Aan de andere kant is de prijs van apparatuur extreem duur.Hoewel de efficiëntie van de energieopwekking en de prestaties van efficiënte eenkristallen buiten het bereik van polykristallen en gewone eenkristallen liggen, zullen sommige prijsgevoelige klanten toch "niet kunnen concurreren" bij het kiezen.

Op dit moment heeft efficiënte monokristallijne technologie een goede balans bereikt tussen prestaties en kosten.Het verkoopvolume van single crystal heeft een leidende positie in de markt ingenomen.

(4) Achterplaat

De backplane van de zonne-energie is een fotovoltaïsch verpakkingsmateriaal dat zich op de achterkant van de zonnecelmodule bevindt.Het wordt voornamelijk gebruikt om de zonnecelmodule in de buitenomgeving te beschermen, weerstand te bieden tegen de corrosie van omgevingsfactoren zoals licht, vochtigheid en warmte op de verpakkingsfilm, celchips en andere materialen, en een weerbestendige isolatiebeschermingsrol te spelen.Aangezien de backplane zich op de buitenste laag aan de achterkant van de PV-module bevindt en rechtstreeks contact maakt met de externe omgeving, moet deze een uitstekende weerstand hebben tegen hoge en lage temperaturen, weerstand tegen ultraviolette straling, weerstand tegen veroudering door de omgeving, waterdampbarrière, elektrische isolatie en andere eigenschappen om te voldoen aan de levensduur van 25 jaar van de zonnecelmodule.Met de voortdurende verbetering van de efficiëntie-eisen voor energieopwekking van de fotovoltaïsche industrie, hebben sommige hoogwaardige zonne-backplane-producten ook een hoge lichtreflectie om de foto-elektrische conversie-efficiëntie van zonnemodules te verbeteren.

Volgens de classificatie van materialen is de backplane voornamelijk verdeeld in organische polymeren en anorganische stoffen.De backplane van de zonne-energie verwijst meestal naar organische polymeren en de anorganische stoffen zijn voornamelijk glas.Volgens het productieproces zijn er voornamelijk composiettype, coatingtype en co-extrusietype.Op dit moment is de samengestelde backplane goed voor meer dan 78% van de backplane-markt.Door de toenemende toepassing van dubbel glascomponenten is het marktaandeel van glazen backplane groter dan 12% en dat van gecoate backplane en andere structurele backplanes ongeveer 10%.

De grondstoffen van de backplane op zonne-energie omvatten voornamelijk PET-basisfilm, fluormateriaal en lijm.PET-basisfilm biedt voornamelijk isolatie en mechanische eigenschappen, maar de weersbestendigheid is relatief slecht;Fluormaterialen zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee vormen: fluorfilm en fluorhoudende hars, die zorgen voor isolatie, weersbestendigheid en barrière-eigenschappen;De lijm bestaat voornamelijk uit kunsthars, verharder, functionele additieven en andere chemicaliën.Het wordt gebruikt om PET-basisfilm en fluorfilm in composiet backplane te hechten.Op dit moment gebruiken de backplanes van hoogwaardige zonnecelmodules in principe fluoridematerialen om de PET-basisfilm te beschermen.Het enige verschil is dat de vorm en samenstelling van de gebruikte fluoridematerialen anders zijn.Het fluormateriaal wordt op de PET-basisfilm gecompoundeerd door middel van lijm in de vorm van een fluorfilm, wat een composiet backplane is;Het wordt direct gecoat op PET-basisfilm in de vorm van fluorhoudende hars via een speciaal proces, dat gecoate backplane wordt genoemd.

Over het algemeen heeft de composiet backplane superieure uitgebreide prestaties dankzij de integriteit van de fluorfilm;De gecoate backplane heeft een prijsvoordeel vanwege de lage materiaalkosten.

Belangrijkste typen composiet backplane

De samengestelde zonne-backplane kan worden onderverdeeld in dubbelzijdige fluorfilm-backplane, enkelzijdige fluorfilm-backplane en fluorvrije backplane volgens het fluorgehalte.Vanwege hun respectieve weerbestendigheid en andere kenmerken zijn ze geschikt voor verschillende omgevingen.Over het algemeen wordt de weerbestendigheid tegen de omgeving gevolgd door een dubbelzijdige backplane van fluorfilm, een enkelzijdige backplane van fluorfilm en een fluorvrije backplane, en hun prijzen dalen over het algemeen op hun beurt.

Opmerking: (1) PVF-film (monofluorinated resin) wordt geëxtrudeerd uit PVF-copolymeer.Dit vormingsproces zorgt ervoor dat de PVF-decorlaag compact is en vrij van defecten zoals gaatjes en scheuren die vaak optreden tijdens het spuiten van PVDF-coating (difluorhars) of rolcoaten.Daarom is de isolatie van de decoratieve PVF-filmlaag superieur aan de PVDF-coating.PVF-filmbedekkingsmateriaal kan worden gebruikt op plaatsen met een slechtere corrosieomgeving;

(2) Tijdens het fabricageproces van PVF-films versterkt de extrusie-opstelling van het moleculaire rooster langs de longitudinale en transversale richtingen de fysieke sterkte aanzienlijk, dus PVF-film heeft een grotere taaiheid;

(3) PVF-film heeft een sterkere slijtvastheid en een langere levensduur;

(4) Het oppervlak van geëxtrudeerde PVF-film is glad en delicaat, vrij van strepen, sinaasappelschil, microrimpels en andere defecten die op het oppervlak worden veroorzaakt tijdens het coaten of spuiten met een rol.

Toepasselijke scenario's

Vanwege zijn superieure weersbestendigheid is de dubbelzijdige backplane van fluorfilmcomposiet bestand tegen zware omgevingen zoals kou, hoge temperaturen, wind en zand, regen, enz., En wordt het meestal veel gebruikt in plateaus, woestijnen, Gobi en andere regio's;De enkelzijdige backplane van fluorfilmcomposiet is een kostenbesparend product van de dubbelzijdige backplane van fluorfilmcomposiet.Vergeleken met de dubbelzijdige backplane van fluorfilmcomposiet, heeft de binnenlaag een slechte ultraviolette weerstand en warmteafvoer, wat voornamelijk van toepassing is op daken en gebieden met matige ultraviolette straling.

6、 PV-omvormer

Tijdens het opwekken van fotovoltaïsche zonne-energie is het vermogen dat wordt opgewekt door fotovoltaïsche arrays gelijkstroom, maar veel belastingen hebben wisselstroom nodig.Het gelijkstroomvoedingssysteem heeft grote beperkingen, wat niet handig is voor spanningstransformatie, en het toepassingsgebied van de belasting is ook beperkt.Behalve voor speciale elektrische belastingen, zijn omvormers vereist om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom.De fotovoltaïsche omvormer is het hart van het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem op zonne-energie.Het zet de gelijkstroom die wordt gegenereerd door het fotovoltaïsche stroomopwekkingssysteem om in de wisselstroom die nodig is voor het leven door middel van vermogenselektronische conversietechnologie, en is een van de belangrijkste kerncomponenten van de fotovoltaïsche krachtcentrale.