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Galaxy银河国际官方网站小课堂第五期:光伏组件材料及其生产工艺流程解读

Galaxy银河国际官方网站小课堂第五期:光伏组件材料及其生产工艺流程解读

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本期小编为大家介绍光伏组件材料及其生产工艺流程。

为什么会介绍光伏组件呢,因为焊接材料在光伏行业有着非常广泛的应用,其中包括我司的助焊剂、锡膏、锡线、锡条、预成型焊片、清洗剂等产品。

首先简单地了解一下光伏行业

光伏行业,也被称为太阳能光伏产业,是指利用太阳能将光能转化为电能的一种产业。它的核心技术是太阳能电池技术,通过太阳能电池将太阳能辐射转化为直流电能,进而通过逆变器将其转化为交流电能,以满足人们生活和工业生产中的电力需求。

光伏行业是可再生能源行业的重要组成部分,并且随着全球能源危机的加剧以及环境保护意识的提升,该行业正在迅速发展,并成为未来能源领域的关键一环。除了大规模并网发电和离网应用外,太阳能还可以通过多种方式储存,如抽水、超导、蓄电池、制氢等,这使得太阳能几乎可以满足未来稳定的能源需求。
光伏全产业链如图1所示。

1:光伏全产业链

(数据来源:艾瑞咨询研究院


以下图2为光伏组件的结构图、图3为常规组件示意图、图4为柔性组件示意图。

 

2 光伏组件的结构图

 

 

3 常规组件                                                                                    图4 柔性组件

 

其中柔性组件的特点如下
材料:采用超薄硅片及先进有机高分子封装材料

特点:轻、薄、柔、可弯曲

优势:更大功率、更低衰减、更具可靠性

应用场景:屋顶、分布式电站、房车、景观灯、移动电源、机器人、可穿戴设备等。



下面为大家逐一地介绍光伏组件所用的辅料。

01材料介绍--背板 

光伏背板是用作背面保护的封装材料,一般用于单玻组件。光伏背板分为含氟背板和非氟背板,含氟背板有TPT、TPE、TPC、CPC,非氟背板有PET、PA/PO等。光伏背板主要用于抵抗湿热等环境对电池片、胶膜等材料的侵蚀,起到耐腐蚀、耐候、防氧化绝缘保护作用,可以有效延长组件的使用寿命。白色的背板对入射到光伏组件内部的光进行散射,提高了光伏组件的吸光效率,同时因其具有较高的红外发射率,还可降低光伏组件的工作温度,同时提高了光伏组件的绝缘性能。

 

 

02 材料介绍--胶膜 

光伏胶膜一般指光伏EVA胶膜。胶膜的种类很多,特点各异,适用场景也大不相同。当前市场上胶膜类型有透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE胶膜、EPE胶膜等。光伏封装胶膜是光伏组件的重要组成部分,位于电池片上下两侧。胶膜的首要作用是黏合电池与玻璃、背板。其次,胶膜可以起到封装防护作用,保护电池电路不受外界环境干扰,延长组件使用寿命。封装胶膜可增强光伏组件的透光性,进而提升组件的发电效率。最后,胶膜还能在组件生产、存储、安装和使用过程中起到结构支撑和定位电池的作用。

 

 

03材料介绍--电池片

太阳能光伏电池(光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。

 

 

04材料介绍--焊带

光伏焊带,又叫涂锡铜带,是在铜带表面涂敷锡基焊料形成的复合导电材料,应用于光伏电池片的串联或并联,发挥汇集电流和导电的作用,是光伏组件焊接过程中的重要材料。

 

光伏焊带分为互连焊带汇流焊带。互连焊带用于连接光伏电池片,收集、传输光伏电池片电流。汇流焊带用于汇集电池串产生的电流,并引出至接线盒内。焊带对于电流收集有直接影响,进而影响组件的功率及发电效率。焊带一般都是以纯度大于99.9%的铜为基材,表面镀一层10~25μm的SnPb(锌、铅)合金,以保证良好的焊接性能。根据不同标准,焊带可进行如下分类。根据铜基材可分为:纯铜(99.9%)、无氧铜(99.95%)焊带;根据涂层可分为:锡铅焊带(60%Sn,40%Pb)、含铅含银涂锡焊带(62%Sn,36%Pb,2%Ag)、无铅环保型涂锡焊带(96.5%Sn,3.5%Ag)、纯锡焊带等;根据屈服强度可分为:普通型、软型、超软型等。

05材料介绍--正面玻璃

光伏玻璃,是一种钠钙硅盐酸玻璃,主要用于光伏组件的封装。光伏玻璃会直接影响光伏组件的发电效率和使用年限。

光伏玻璃一般为低铁钢化玻璃或者半钢化玻璃,具有以下特性。

一是通透性好。透光率是影响光伏电池转换效率的关键因素。光伏玻璃需具有高透光性和对1200nm红外光的较高反射率。

二是机械强度高。另外,光伏玻璃一般用于支撑光伏组件结构,增强光伏组件的承重和载荷,具有透光、减反射透光、阻水、阻气和防腐蚀的作用。

 

06材料介绍--接线盒

接线盒主要由接线盒盖、密封圈、二极管、散热装置、盒体、导线、连接器组成。

接线盒的主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路进行连接,具有良好的电学性能的同时,接线盒的设计与尺寸必须满足使用环境要求,包括:电气、机械、耐热、耐腐蚀和耐候等,同时不能对用户和环境带来危害。接线盒可以分为通用接线盒智能接线盒,智能接线盒的芯片功能更加丰富,除了传统的旁路保护,还可以实现远程监控、智能关断、功率优化提升电站发电效率等功能。

 

07材料介绍--边框

光伏边框是安装于玻璃外延的边框,主要用于固定、密封太阳能电池组件,便于光伏组件的运输与安装。目前市场用的边框主要有铝边框和复合材料边框。

铝边框的安装作用如下:

  1. 可以保护玻璃边缘;
  2. 铝合金结合硅胶打边加强了组件的密封性能;
  3.  大大提高组件整体的机械强度;
  4.  便于组件的安装,运输;
  5. 其是承载组件与支架的链接载体,通过固定能达到最佳的抗载能力,从单位固定到集成,提升电站系统机械能力。

复合材料边框
应用场景为分布式光伏和海面光伏,由于国际的贸易壁垒,国内的碳达峰和碳中和目标以及光伏行业的降本趋势应运而生的复合材料边框,正在广泛应用于光伏行业中。复合材料边框具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,可以降低光伏电站的建设成本和维护成本,提高电站的效率和寿命。

 

08材料介绍--硅胶

硅胶主要用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件,粘接边框与玻璃、接线盒与背板(或玻璃),起到密封和连接作用。

根据使用位置的不同,硅胶分为密封胶灌封胶。密封胶使用在边框卡槽内和接线盒与背板底部,灌封胶一般用于接线盒内部,主要作用是保护接线盒内部电路。

09材料介绍--助焊剂

传统的电子助焊剂的作用是在焊接温度下去除焊盘和焊料表面的氧化物,并形成保护层,防止基体的再次氧化,能够降低液态焊料的表面张力,从而提高焊料和焊盘之间的润湿性。

光伏助焊剂

 

1. 成分和作用

其主要成分为有机酸活化剂、扩散剂、添加剂、成膜剂、溶剂等如下图5所示,主要作用是去除氧化物和降低被焊接材质表面张力,并在短时间内扼制氧化反应,从而提高焊带的焊接性能。

 

5 助焊剂组成

 

2. 特点

金属焊带通过焊接方式与光伏电池的栅线连接,起到传导电流的作用。电池片的串焊都是在几秒内完成,并且随着栅线、焊带逐步“细密”化,对光伏组件助焊剂提出更高的要求,即高活性、低残留和无卤化。

 

Galaxy银河国际官方网站光伏焊接解决方案——无结晶光伏助焊剂

 

Galaxy银河国际官方网站光伏焊接解决方案——光伏专用锡膏


叠瓦焊接专用锡膏针对光伏领域的特殊环境的特殊要求,具有高可靠性、工艺窗口宽等多重优势。IBC焊接专用锡膏用于IBC工艺的焊带焊接,采用红外或者其他快速焊接工艺,焊接效率高、强度大、可靠性高。光伏行业中用到的焊接材料和辅助焊接材料如下图所示。

 

 

图6 光伏产业链所需焊接材料和辅助焊接材料产品矩阵图

 

光伏组件生产工艺流程如下图所示。

本期带各位读者对光伏行业做个简单的科普了解,如您对焊接材料和辅助焊接材料感兴趣请直接与后台工作人员联系,欢迎您的咨询。


资料来源:

一代书生工程咨询

光伏组件封装材料及配件

 

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