1、2020/9/6,降低組件封裝損失 提高組件功率輸出,組件設(shè)計部,2011年12月,2,前言,封裝損失：在組件封裝過程中由封裝材料、生產(chǎn)工藝測試準(zhǔn)確度引起的組件實(shí)際輸出功率小于理論計算功率的現(xiàn)象稱為封裝損失。 封裝損失計算方法，如下：,組件實(shí)測功率,電池面積片數(shù)電池效率輻照強(qiáng)度,封裝損失 ,（1,）,100,基于STC環(huán)境下測試（大氣質(zhì)量AM1.5，溫度25，輻照強(qiáng)度：1000W/m）以多晶1650990組件為例：,封裝損失 ,（1,236.6,0.1560.156600.1651000,）,100,1.8,即該組件封裝損失為1.8%。,3,組件結(jié)構(gòu)示意圖,組件結(jié)構(gòu)：,前言,4,組件工藝：,前

2、言,5,5,分隔頁標(biāo)題文字 Presentation Title,組件封裝損失理論研究分析,6,組件封裝損失理論研究分析,電池及組件等效電路圖如下：,電池等效電路,組件等效電路,由等效電路圖可知若要增加組件功率輸出需從以下四個方面入手，如下： 1、增加入射光強(qiáng)； 2、減小串聯(lián)電阻； 3、電池匹配性； 4、提高測試準(zhǔn)確性；,7,組件封裝損失理論研究分析,8,組件結(jié)構(gòu)-電池片布局,電池片與片、串與串之間間隙可因 “零深度聚光效應(yīng)”而增加組件功率輸出。如下圖所示，某些入射到組件中空白區(qū)的光被反射和散射到太陽電池的表面重新發(fā)電。,優(yōu)化方向：1.調(diào)整電池片、串間隙； 2.綜合析組件實(shí)際功率輸出； 3.成

3、本分析；,9,由焊帶、匯流帶內(nèi)阻引起組件封裝損失，計算公式如下： P=IR=IL/S 其中 P：由焊帶、匯流帶引起的功率損失； I：額定電流； ：焊帶、匯流帶電阻率； L：焊帶、匯流帶長度； S：焊帶、匯流帶截面積； 優(yōu)化方向：1. 減短焊帶、匯流帶長度； 2. 增加焊帶、匯流帶截面積；,組件結(jié)構(gòu)-焊帶、匯流帶,10,材料選擇-鋼化玻璃,鋼化玻璃增透原理：,鍍膜玻璃增透原理,分析：通過膜層上、下表面反射光線間的干涉起到增透作用。,分析：通過玻璃上表面特殊結(jié)構(gòu)，使入射光線形成二次反射，以達(dá)到增透作用。,異型玻璃增透原理,透射率曲線,電池響應(yīng)頻譜,組件結(jié)構(gòu)-鋼化玻璃,11,材料選擇-EVA,不同廠

4、家EVA的UV截止波長：,EVA透射曲線及透光率，如下：,無截止EVA,有截止EVA,EVA光透射率,電池響應(yīng)光譜：,多晶電池相應(yīng)光譜,單晶電池相應(yīng)光譜,12,材料選擇-背板,高反射率背板+合適的電池間隙有利于組件降低組件封裝損失，提高組件功率輸出。,背板對組件封裝損失的影響，如下圖：,不同廠家背板反射率，如下表：,13,分析：二極管漏電流影響正常運(yùn)行中組件功率輸出，應(yīng)選擇 漏電流小的二極管。,材料選擇-接線盒,組件電氣連接圖,接線盒圖例,二極管結(jié)構(gòu)圖,14,材料選擇-電池,不匹配電池,光伏組件電氣連接示意圖，如下：,分析：在整塊組件中，電池片均以串聯(lián)形式連接，若其中某片電池同其它電池不匹配，

5、則將影響電路內(nèi)工作電流，從而降低組件功率輸出。,15,工藝控制-焊接質(zhì)量,光伏組件焊接質(zhì)量EL圖，如下：,分析：脫焊在增加焊帶與電池片接觸電阻的同時還對電池形成一定傷害，虛焊和開焊僅增加焊帶與電池片之間的接觸電阻，組件內(nèi)阻提高將降低其功率輸出。,16,工藝控制-EVA交聯(lián)度,EVA交聯(lián)度對于其透光率的影響，如下：,分析：EVA交聯(lián)度越高其透光率越好，這直接影響組件功率輸出，從而降低組件成本。目前，我公司將EVA控制在85%左右，在滿足材料性能同時，充分提高其透光率。,17,組件測試-設(shè)備性能,太陽能模擬儀性能要求，如下：,分析：太陽能模擬儀最高級別為3A級，且需要經(jīng)常測試標(biāo)定，大氣質(zhì)量AM1.

6、5為表示太陽能光譜的一個參數(shù)，模擬儀光源需同AM1.5光譜匹配。,18,組件測試-參數(shù)設(shè)置,太陽能模擬儀參數(shù)設(shè)置，如下：,分析： 值：太陽能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對電流測試值進(jìn)行自動修正； 值：太陽能模擬儀根據(jù)環(huán)境溫度對電壓測試值進(jìn)行自動修正； K值：太陽能模擬儀將不同測點(diǎn)擬合成平滑的曲線；,19,19,分隔頁標(biāo)題文字 Presentation Title,N型組件封裝技術(shù),20,技術(shù)難度及先進(jìn)性,降低組件封裝損失難點(diǎn)及先進(jìn)性分析,主要因素,技術(shù)難點(diǎn),技術(shù)先進(jìn)性,結(jié)構(gòu)設(shè)計,材料選擇,電池片 布局,電池片、串間隙最優(yōu)化，及組件功率增益最多且原材料成本增加最少；,A 未引入新型原材料，組件壽命可靠；

7、B 電池片、串間隙增大有利于組件散熱； C 可提高組件功率輸出；,EVA,A無截止EVA功率增益驗(yàn)證； B無截止EVA使用模式確定；,A不增加任何成本； B組件功率相對增益約0.5%；,背板,A背板反射率測定； B高反射率背板性能驗(yàn)證。,A不增加任何成本； B未引入新材料，組件壽命可靠； C 可提高組件功率輸出；,焊帶、匯流帶內(nèi)阻,在保證不降低勞動生產(chǎn)率，不提高組件不合格品率前提下優(yōu)化焊帶、匯流帶尺寸；,A 未引入新型原材料，組件壽命可靠； B 組件功率增益穩(wěn)定，受其它因素影響?。?C 可提高組件功率輸出；,鋼化玻璃,A鍍膜玻璃技術(shù)及廠家選擇； B鍍膜玻璃組件生產(chǎn)工藝優(yōu)化,A免清洗自清潔，降低

8、光伏系統(tǒng)維護(hù)成本； B提高太陽斜射時組件發(fā)電效率； C防反光，減小光污染； D降低組件封裝損失1%2%；,21,降低組件封裝損失難點(diǎn)及先進(jìn)性分析,主要因素,技術(shù)難點(diǎn),技術(shù)先進(jìn)性,材料選擇,接線盒,難以測定其功率增益,A 不增加任何成本； B 理論分析功率增益是必然的；,電池分檔,難以測定其功率增益,A 不增加任何成本； B 在提高組件功率輸出的同時提高組件質(zhì)量,工藝控制,焊接質(zhì)量,-,A有利于組件內(nèi)在質(zhì)量； B減少組件內(nèi)阻，增加發(fā)電量。,組件測試,設(shè)備性能,設(shè)備3A級標(biāo)定,A 不增加任何成本； B 組件測試功率更加準(zhǔn)確；,參數(shù)設(shè)置,溫度系數(shù)、測試時間的優(yōu)化,A 不增加任何成本； B 組件測試功

9、率更加準(zhǔn)確；,標(biāo)準(zhǔn)組件,A不同實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)板的比對； B排除校準(zhǔn)方式不可靠標(biāo)準(zhǔn),A 測試數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確科學(xué)； B 不改變組件結(jié)構(gòu)、材料，性能可到,22,22,分隔頁標(biāo)題文字 Presentation Title,組件 相關(guān)實(shí)驗(yàn),23,組件結(jié)構(gòu)-電池片布局,以不同電池片、串間隙封裝組件，進(jìn)行功率對比試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下:,分析： 1、片、串間隙越大組件功率輸出越高； 2、片、串間隙大到一定程度后組件功率輸出呈穩(wěn)定狀態(tài)； 3、功率最大差值約3.1W；,24,焊帶、匯流帶尺寸對組件功率輸出影響實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)如下：,分析： 1、焊帶相同、匯流帶不同實(shí)際差值1.01W，理論值相差1.1W； 2、匯流帶相同，焊帶不

10、同實(shí)際差值1.885W，理論差值1.766W；,組件結(jié)構(gòu)-焊帶、匯流帶尺寸,試驗(yàn)過程,試驗(yàn)數(shù)據(jù),25,分析：1、6*0.35匯流帶造成層壓后組件碎片率的提升，因 此切換為6*0.29； 2、匯流條擴(kuò)展項(xiàng)目已在TUV立項(xiàng)，10.12獲得認(rèn)證；,組件結(jié)構(gòu)-焊帶、匯流帶尺寸,現(xiàn)生產(chǎn)組件焊帶、匯流帶尺寸優(yōu)化，數(shù)據(jù)如下：,26,現(xiàn)有鍍膜玻璃技術(shù)有刻蝕法和溶膠凝膠法兩種，經(jīng)分析確定選用溶膠凝膠法鍍膜技術(shù)，測試數(shù)據(jù)如下:,材料選擇-鍍膜玻璃,多晶組件,單晶組件,分析：1、受多種因素影響組件功率增益不呈線性變化，但電池效率越高其功率增益越大； 2、單晶功率增益高于多晶功率增益，但受測試設(shè)備及其它因素不太穩(wěn)定；

11、 3、多晶鍍膜玻璃組件功率增益1%2%之間，單晶鍍膜玻璃組件功率增益1.5%2.2%之間。 4、TUV P型多晶項(xiàng)目-福萊特單面鍍膜玻璃（2009.10獲得）。 TUVP型單晶項(xiàng)目-思可達(dá)雙絨面鍍膜玻璃（2011.1獲得）。,27,材料選擇-鍍膜玻璃,鍍膜玻璃曝曬試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：,分析： 1、經(jīng)過曝曬，非鍍膜玻璃組件光衰減在0.5%以下，鍍膜玻璃組件光衰減在0.5%1%之間； 2、相同時間內(nèi)曝曬，接受紫外輻射量鍍膜玻璃組件高于非鍍膜玻璃組件，因此其光衰減較高；,28,材料選擇-鍍膜玻璃,思可達(dá)雙絨面鍍膜,思可達(dá)超白布紋 （非鍍膜）,亞馬頓布紋單面鍍膜,福萊特雙絨面鍍膜,福萊特超白布紋 （非鍍膜

12、）,鍍膜玻璃組件濕熱試驗(yàn)測試結(jié)果，如下：,分析：1、非鍍膜玻璃組件，老化后功率衰減1%以下，鍍膜玻璃組件老化后功率衰減1%1.8%，均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；,29,無截止EVA應(yīng)用模式：無截止EVA增加太陽光紫外部分透射率，對背板及其它材料可能存有一定傷害，因此確定其應(yīng)用模式為：無截止EVA+電池+有截止EVA； 試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：,材料選擇-EVA,單晶組件,多晶組件,分析： 1、無截止EVA多晶組件功率相對增益值0.53%，單晶組件功率相對增益值0.87%； 2、與多晶電池相比單晶電池在紫外光部分發(fā)電更為明顯；,30,材料選擇-EVA,白色EVA封裝組件功率對比，數(shù)據(jù)如下：,分析：白色EVA較透明EV

13、A功率平均增益約1.13W，白色EVA的反射率高于背板反射率；,31,材料選擇-EVA,無截止EVA UV老化測試數(shù)據(jù)如下：,無截止EVA UV老化測試后照片如下：,分析：無截止EVA+電池+有截止EVA模式滿足UV測試要求，但背板條由于EVA條位移容易外露，因此，將EVA條尺寸增大，并在 工藝上進(jìn)行控制；,32,材料選擇-背板,不同廠家背板封裝組件功率損失試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：,分析：東洋背板較臺虹背板反射率高10%，其平均功率增益約1.536W，相對增益值約0.6%；,33,材料選擇-電池,驗(yàn)證不同分檔形式電池生產(chǎn)的組件功率輸出試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：,分析：不同分檔形式電池封裝組件，功率輸出差異不大。

14、,34,經(jīng)驗(yàn)證Halm模擬儀光譜匹配性差，后經(jīng)同Halm模擬儀廠家溝通，將一層濾光片調(diào)整為兩層濾光片，保證Halm模擬儀Class A級光譜匹配性要求，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)如下：,組件測試-設(shè)備性能,分析：光譜匹配是太陽能模擬儀測試準(zhǔn)確的基石，因此對其的標(biāo) 定具有重大。,N型電池光譜響應(yīng)特殊-響應(yīng)時間長。但原Halm硬件設(shè)備不能滿足該，通過和廠家溝通，對halm電源充電設(shè)備進(jìn)行了更換。,35,找到適合N型組件最合適的測試時間，于是將原來測試時間15ms增大到30ms，使得組件封裝損失降低了0.4%-0.8%。,組件測試-參數(shù)設(shè)置,分析：隨測試時間的延長，組件輸出功率不斷提高，但30ms38ms時組件輸出功率不再提升，則30ms為一理想的測試點(diǎn)，既保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性又滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。,36,對太陽能模擬儀溫度系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，參數(shù)設(shè)置如下：,組件測試-參數(shù)設(shè)置,分析：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)室提供的參數(shù)，初步設(shè)定我公司太陽能模擬儀測試參數(shù)，并進(jìn)行了測試驗(yàn)證，滿足公司組件測試要求。,37,1、驗(yàn)證不同實(shí)驗(yàn)室對新型組件標(biāo)定的準(zhǔn)確性，同時與其溝通標(biāo)定方法，淘汰一些實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)組件。 2、采用Halm模擬儀的正向與反向掃描對各標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行驗(yàn)證； 3、經(jīng)對標(biāo)準(zhǔn)組件重新標(biāo)定使得封裝衰減由7%-8%降到4%左右。,組件測試-標(biāo)準(zhǔn)板,38,降低組件封裝損失各措施實(shí)施情況,經(jīng)上表分析，由于單晶組