1.5 光伏组件及其加工工序

1.5.1 光伏组件分类及结构

太阳能电池片是光电转换的最小单元，尺寸一般为4 100cm2，大规模工业化生产的太阳能电池片，具有输出电压、电流和功率小的电气特性，例如125mm×125mm规格的太阳能电池，其输出电压为0.5V，工作电流约为20 25mA/cm2，输出功率一般只有2W左右，通常不单独作为电源使用；同时太阳能电池片非常薄脆，不方便操作和使用。将许多太阳能电池片用串、并联的方法组合封装在一起，能独立作为光伏发电设备使用的单元，该单元称为组件，也称为光伏组件，或太阳能电池组件。将太阳能电池片封装成组件后，其功率一般为几瓦到几十瓦或100 200W，可以单独作为电源使用。因此，只有将太阳能电池片经过加工和封装形成光伏组件才能获得数值较大的输出电压和功率，同时适应室外恶劣条件的大规模应用。

1. 光伏组件的分类

光伏组件的封装工艺有真空玻璃封装、滴胶封装和EVA（Ethylene-vinyl acetate copoly-mer，乙烯-醋酸乙烯共聚物）胶膜封装3种，如图1-7所示。由于EVA胶膜封装方法简单易行、成本低，非常适合工业化生产，目前大部分的光伏组件生产都采用EVA胶膜封装技术，输出功率在2W以下的太阳能电池板通常采用滴胶工艺封装。

图1-7 不同封装类型光伏组件

目前光伏组件尺寸大小不一，有很多规格，最小的为200mm×200mm，最大的为2300mm×3600mm。光伏组件的标称功率有2W、10W、20W、40W、80W、110W、230W等。我国对光伏组件的输出功率做了明确规定，要求其使用10年内输出功率不低于标称功率的90%；使用25年内输出功率不低于标称功率的80%。

2. 光伏组件的结构

采用EVA胶膜封装的光伏组件，由钢化玻璃、填充材料（EVA）、太阳能电池片、引线、接线盒、接线端子、背垫和铝框部件构成。

（1）钢化玻璃。光伏组件中采用的是低铁钢化玻璃，钢化玻璃的性能要符合国家标准GB 9963—1988，使用其封装后的光伏组件抗冲击性能需达到地面用硅太阳能电池环境试验方法（国家标准GB 9535—1988）中规定的性能指标。在太阳能电池光谱响应的波长范围内（320 1100nm）透光率达90%以上，对于波长大于1200nm的红外光有较高的反射率。同时要求钢化玻璃耐紫外光的辐射，长期使用其透光率不下降。

（2）EVA。EVA是一种热融胶黏剂，光伏组件中其填充膜厚度为0.5mm左右，表面平整，厚度均匀，内含交联剂。常温下无黏性且具抗黏性，经过一定热压便发生熔融黏结与交联固化，形成完全透明的薄层。固化后的EVA可承受大气压变化且具有弹性，它将太阳能电池基片“上盖下垫”，将其包封，并和上层保护材料——玻璃，下层保护材料——背板（TPT等）合为一体。另一方面，它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，对太阳能电池板的功率输出有增益作用。

（3）背板。背板是指太阳能电池板背面的保护材料，一般为TPT、BBF等含氟类塑料薄膜。这些保护材料具有良好的抗环境侵蚀能力、绝缘能力，并且可以和EVA良好黏结。太阳能电池的背面覆盖物——含氟塑料薄膜为白色，对阳光起反射作用，因此可提高电池片的光电转换效率，并因其具有较高的红外光反射率，还可以降低电池板的工作温度，有利于保证电池板的转换效率。含氟塑料薄膜也满足了太阳能电池封装所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。

（4）接线盒。接线盒一般由ABS（Acrylonitrile-Butadine-Styrene，丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物）制成，并加有防老化和抗紫外辐射剂，能确保在室外使用25年以上不出现老化破裂现象。接线柱由外表面镀有镍的铜制成，可以确保电气连接的可靠性。接线盒用硅胶黏结在背板表面。

（5）铝合金边框。光伏组件边框采用硬质铝合金制成，其表面氧化层厚度大于10μm，可以保证在室外环境使用长达25年以上。