Modul solárnych článkov

Vo všeobecnosti sa modul solárnych článkov skladá z piatich vrstiev zhora nadol, vrátane fotovoltaického skla, baliacej lepiacej fólie, bunkového čipu, baliacej lepiacej fólie a základnej dosky:

（1） Fotovoltaické sklo

Vzhľadom na slabú mechanickú pevnosť jediného solárneho fotovoltaického článku je ľahké ho zlomiť;Vlhkosť a korozívny plyn vo vzduchu postupne oxidujú a hrdzavejú elektródu a nemôžu vydržať drsné podmienky vonkajšej práce;Súčasne je pracovné napätie jednotlivých fotovoltaických článkov zvyčajne malé, čo je ťažké uspokojiť potreby všeobecných elektrických zariadení.Preto sú solárne články zvyčajne utesnené medzi baliacim panelom a zadnou doskou fóliou EVA, aby vytvorili nedeliteľný fotovoltaický modul s obalom a vnútorným pripojením, ktorý môže nezávisle poskytovať jednosmerný výstup.Niekoľko fotovoltaických modulov, invertorov a iného elektrického príslušenstva tvorí systém výroby fotovoltaickej energie.

Po potiahnutí fotovoltaického skla pokrývajúceho fotovoltaický modul môže zabezpečiť vyššiu priepustnosť svetla, takže solárny článok môže generovať viac elektriny;Tvrdené fotovoltaické sklo má zároveň vyššiu pevnosť, vďaka čomu solárne články vydržia väčší tlak vetra a väčší denný teplotný rozdiel.Preto je fotovoltické sklo jedným z nepostrádateľných doplnkov fotovoltaických modulov.

Fotovoltaické články sa delia hlavne na kryštalické kremíkové články a tenkovrstvové články.Fotovoltaické sklo používané pre kryštalické kremíkové články využíva hlavne metódu kalandrovania a fotovoltaické sklo používané pre tenkovrstvové články využíva hlavne plavákovú metódu.

（2） Tesniaca lepiaca fólia (EVA)

Lepiaca fólia na balenie solárneho článku sa nachádza v strede modulu solárneho článku, ktorý obaluje dosku článku a je spojený so sklom a zadnou doskou.Medzi hlavné funkcie lepiacej fólie na balenie solárnych článkov patrí: poskytovanie štrukturálnej podpory pre zariadenie radu solárnych článkov, poskytovanie maximálnej optickej väzby medzi článkom a slnečným žiarením, fyzická izolácia článku a vedenia a vedenie tepla generovaného článkom, atď. Preto musia mať obalové fólie vysokú bariéru proti vodnej pare, vysokú priepustnosť viditeľného svetla, vysoký objemový odpor, odolnosť voči poveternostným vplyvom a anti PID výkon.

V súčasnosti je lepiaca fólia EVA najpoužívanejším materiálom lepiacej fólie na balenie solárnych článkov.Od roku 2018 je jej podiel na trhu približne 90 %.Má viac ako 20-ročnú históriu aplikácií s vyváženým výkonom produktu a vysokými nákladmi.Lepiaca fólia POE je ďalším široko používaným lepiacim fóliovým materiálom pre fotovoltaické obaly.Od roku 2018 je jeho podiel na trhu približne 9 % 5. Tento produkt je etylén-okténový kopolymér, ktorý možno použiť na balenie solárnych modulov s jednoduchým sklom a modulom s dvojitým sklom, najmä v moduloch s dvojitým sklom.Lepiaca fólia POE má vynikajúce vlastnosti, ako je vysoká miera bariéry proti vodnej pare, vysoká priepustnosť viditeľného svetla, vysoký objemový odpor, vynikajúca odolnosť voči poveternostným vplyvom a dlhodobý anti PID výkon.Okrem toho, jedinečný vysoký odrazový výkon tohto produktu môže zlepšiť efektívne využitie slnečného svetla pre modul, pomôcť zvýšiť výkon modulu a môže vyriešiť problém pretečenia bielej lepiacej fólie po laminácii modulu.

(3) Čip batérie

Kremíkový solárny článok je typickým zariadením s dvoma terminálmi.Tieto dva terminály sú na ploche prijímajúcej svetlo a na povrchu podsvietenia kremíkového čipu.

Princíp výroby fotovoltaickej energie: Keď fotón svieti na kov, jeho energia môže byť plne absorbovaná elektrónom v kove.Energia absorbovaná elektrónom je dostatočne veľká na to, aby prekonala Coulombovu silu vo vnútri atómu kovu a vykonala prácu, unikla z kovového povrchu a stala sa fotoelektrónom.Atóm kremíka má štyri vonkajšie elektróny.Ak je čistý kremík dopovaný atómami s piatimi vonkajšími elektrónmi, ako sú atómy fosforu, stáva sa polovodičom typu N;Ak je čistý kremík dopovaný atómami s tromi vonkajšími elektrónmi, ako sú atómy bóru, vznikne polovodič typu P.Keď sa skombinuje typ P a typ N, kontaktný povrch vytvorí potenciálny rozdiel a stane sa solárnym článkom.Keď slnečné svetlo svieti na PN prechod, prúd tečie zo strany typu P na stranu typu N a vytvára prúd.

Podľa rôznych použitých materiálov možno solárne články rozdeliť do troch kategórií: prvou kategóriou sú kryštalické kremíkové solárne články vrátane monokryštalického kremíka a polykryštalického kremíka.Ich výskum a vývoj a uplatnenie na trhu sú relatívne hĺbkové a ich účinnosť fotoelektrickej konverzie je vysoká, pričom zaberá hlavný podiel na trhu súčasného batériového čipu;Druhou kategóriou sú tenkovrstvové solárne články vrátane filmov na báze kremíka, zlúčenín a organických materiálov.Avšak kvôli nedostatku alebo toxicite surovín, nízkej účinnosti konverzie, zlej stabilite a iným nedostatkom sa na trhu používajú len zriedka;Treťou kategóriou sú nové solárne články vrátane laminovaných solárnych článkov, ktoré sú momentálne v štádiu výskumu a vývoja a technológia ešte nie je zrelá.

Hlavnými surovinami solárnych článkov sú polysilikón (ktorý môže produkovať monokryštálové kremíkové tyče, polysilikónové ingoty atď.).Výrobný proces zahŕňa najmä: čistenie a vločkovanie, difúziu, leptanie hrán, odfosforizované kremíkové sklo, PECVD, sieťotlač, spekanie, testovanie atď.

Rozširuje sa tu rozdiel a vzťah medzi monokryštálovým a polykryštalickým fotovoltaickým panelom

Monokryštál a polykryštalický sú dve technické cesty slnečnej energie kryštalického kremíka.Ak sa monokryštál porovná s úplným kameňom, polykryštalický je kameň vyrobený z drvených kameňov.V dôsledku rôznych fyzikálnych vlastností je účinnosť fotoelektrickej konverzie monokryštálu vyššia ako účinnosť polykryštálu, ale cena polykryštálu je relatívne nízka.

Účinnosť fotoelektrickej konverzie monokryštalických kremíkových solárnych článkov je asi 18% a najvyššia je 24%.Toto je najvyššia účinnosť fotoelektrickej konverzie zo všetkých druhov solárnych článkov, ale výrobné náklady sú vysoké.Pretože monokryštalický kremík je vo všeobecnosti balený s tvrdeným sklom a vodotesnou živicou, je odolný a má životnosť 25 rokov.

Výrobný proces polykryštalických kremíkových solárnych článkov je podobný ako pri monokryštalických kremíkových solárnych článkoch, ale účinnosť fotoelektrickej konverzie polykryštalických kremíkových solárnych článkov sa musí výrazne znížiť a jeho účinnosť fotoelektrickej konverzie je asi 16%.Z hľadiska výrobných nákladov je lacnejší ako monokryštalické kremíkové solárne články.Materiály sa ľahko vyrábajú, šetria spotrebu energie a celkové výrobné náklady sú nízke.

Vzťah medzi monokryštálom a polykryštálom: polykryštál je monokryštál s defektmi.

S nárastom online ponúk bez dotácií a rastúcim nedostatkom inštalovateľných pôdnych zdrojov sa na globálnom trhu zvyšuje dopyt po efektívnych produktoch.Pozornosť investorov sa tiež presunula z predchádzajúceho náporu na pôvodný zdroj, teda výkon výroby elektriny a dlhodobú spoľahlivosť samotného projektu, ktorý je kľúčom k budúcim výnosom elektrárne.V tomto štádiu má polykryštalická technológia stále výhody z hľadiska nákladov, ale jej účinnosť je relatívne nízka.

Existuje mnoho dôvodov pre pomalý rast polykryštalickej technológie: na jednej strane zostávajú vysoké náklady na výskum a vývoj, čo vedie k vysokým výrobným nákladom nových procesov.Na druhej strane, cena zariadenia je extrémne drahá.Napriek tomu, že účinnosť výroby energie a výkon efektívnych monokryštálov sú mimo dosahu polykryštálov a obyčajných monokryštálov, niektorí zákazníci citliví na cenu budú pri výbere stále „neschopní konkurovať“.

V súčasnosti efektívna monokryštálová technológia dosiahla dobrú rovnováhu medzi výkonom a nákladmi.Objem predaja monokryštálov zaujíma vedúce postavenie na trhu.

（4） Zadná doska

Solárna základná doska je fotovoltaický obalový materiál umiestnený na zadnej strane modulu solárneho článku.Používa sa hlavne na ochranu modulu solárnych článkov vo vonkajšom prostredí, na odolnosť voči korózii environmentálnych faktorov, ako je svetlo, vlhkosť a teplo na obalovej fólii, bunkových čipoch a iných materiáloch, a zohráva úlohu ochrany izolácie odolnej voči poveternostným vplyvom.Keďže základná doska je umiestnená v najkrajnejšej vrstve na zadnej strane FV modulu a je priamo v kontakte s vonkajším prostredím, musí mať vynikajúcu odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám, odolnosť voči ultrafialovému žiareniu, odolnosť voči starnutiu prostredia, bariéru proti vodnej pare, elektrickú izoláciu a iné. vlastnosti, ktoré spĺňajú 25-ročnú životnosť modulu solárnych článkov.S neustálym zlepšovaním požiadaviek na účinnosť výroby energie vo fotovoltaickom priemysle majú niektoré vysokovýkonné produkty solárnej základnej dosky tiež vysokú odrazivosť svetla na zlepšenie účinnosti fotoelektrickej konverzie solárnych modulov.

Podľa klasifikácie materiálov sa základná doska delí hlavne na organické polyméry a anorganické látky.Solárna základná doska sa zvyčajne vzťahuje na organické polyméry a anorganické látky sú hlavne sklo.Podľa výrobného procesu sa rozlišuje hlavne typ kompozitu, typ povlaku a typ koextrúzie.V súčasnosti predstavuje kompozitná základná doska viac ako 78 % trhu so základnou doskou.V dôsledku narastajúceho používania komponentov z dvojitého skla presahuje podiel sklenenej základnej dosky na trhu 12 % a podiel základnej dosky s povrchovou úpravou a iných štrukturálnych dosiek je približne 10 %.

Suroviny solárnej základnej dosky zahŕňajú hlavne PET základnú fóliu, fluórový materiál a lepidlo.Základná PET fólia poskytuje hlavne izolačné a mechanické vlastnosti, ale jej odolnosť voči poveternostným vplyvom je relatívne nízka;Fluórové materiály sú rozdelené hlavne do dvoch foriem: fluórový film a fluór obsahujúca živica, ktoré poskytujú izoláciu, odolnosť voči poveternostným vplyvom a bariérové ​​vlastnosti;Lepidlo sa skladá hlavne zo syntetickej živice, tužidla, funkčných prísad a iných chemikálií.Používa sa na spojenie základnej PET fólie a fluórovej fólie v kompozitnej základnej doske.V súčasnosti základné dosky vysokokvalitných modulov solárnych článkov v zásade používajú fluoridové materiály na ochranu základnej fólie PET.Jediný rozdiel je v tom, že forma a zloženie použitých fluoridových materiálov sú rôzne.Fluórový materiál je zložený na PET základnom filme lepidlom vo forme fluórového filmu, čo je kompozitná základná doska;Je priamo nanesená na základnú PET fóliu vo forme živice obsahujúcej fluór pomocou špeciálneho procesu, ktorý sa nazýva potiahnutá základná doska.

Všeobecne povedané, kompozitná základná doska má vynikajúci komplexný výkon vďaka celistvosti jej fluórového filmu;Potiahnutá základná doska má cenovú výhodu v dôsledku nízkych nákladov na materiál.

Hlavné typy kompozitnej základnej dosky

Kompozitná solárna základná doska môže byť rozdelená na obojstrannú základnú dosku s fluórovým filmom, jednostrannú základnú dosku s fluórovým filmom a základnú dosku bez fluóru podľa obsahu fluóru.Vďaka svojej odolnosti voči poveternostným vplyvom a iným vlastnostiam sú vhodné do rôznych prostredí.Vo všeobecnosti je odolnosť voči poveternostným vplyvom voči prostrediu nasledovaná obojstrannou fluórovou fóliou backplane, jednostrannou fluórovou fóliou backplanom a bezfluórovou základnou doskou a ich ceny vo všeobecnosti postupne klesajú.

Poznámka: (1) PVF fólia (monofluórovaná živica) je vytlačená z kopolyméru PVF.Tento proces vytvárania zaisťuje, že dekoratívna vrstva PVF je kompaktná a bez defektov, ako sú dierky a praskliny, ktoré sa často vyskytujú počas striekania povlaku PVDF (difluórovaná živica) alebo nanášania valčekom.Preto je izolácia dekoratívnej vrstvy PVF filmu lepšia ako povlak PVDF.PVF fóliový krycí materiál možno použiť na miestach s horším koróznym prostredím;

(2) V procese výroby PVF fólie vytláčacie usporiadanie molekulárnej mriežky pozdĺž pozdĺžneho a priečneho smeru výrazne posilňuje jej fyzickú silu, takže PVF fólia má väčšiu húževnatosť;

(3) PVF fólia má silnejšiu odolnosť proti opotrebeniu a dlhšiu životnosť;

(4) Povrch extrudovanej PVF fólie je hladký a jemný, bez pásikov, pomarančovej kôry, mikrovrások a iných defektov vznikajúcich na povrchu počas nanášania valčekom alebo striekania.

Použiteľné scenáre

Vďaka svojej vynikajúcej odolnosti voči poveternostným vplyvom môže obojstranná základná doska z fluórového filmu odolávať náročným prostrediam, ako je chlad, vysoká teplota, vietor a piesok, dážď atď., A zvyčajne sa široko používa na náhornej plošine, púšti, Gobi a iných regiónoch;Jednostranná nosná doska z kompozitného fluórového filmu je produkt znižujúci náklady obojstrannej nosnej dosky z kompozitného fluórového filmu.V porovnaní s obojstrannou základnou doskou z kompozitného fluórového filmu má jej vnútorná vrstva zlú odolnosť voči ultrafialovému žiareniu a odvádzanie tepla, čo platí najmä pre strechy a oblasti so stredným ultrafialovým žiarením.

6, FV invertor

V procese výroby solárnej fotovoltaickej energie je energia generovaná fotovoltaickými poľami jednosmerný prúd, ale mnohé záťaže potrebujú striedavý prúd.Systém jednosmerného napájania má veľké obmedzenia, čo nie je vhodné pre transformáciu napätia a rozsah aplikácie zaťaženia je tiež obmedzený.S výnimkou špeciálnych elektrických záťaží sú meniče potrebné na konverziu jednosmerného prúdu na striedavý prúd.Fotovoltaický invertor je srdcom solárneho fotovoltaického systému na výrobu energie.Premieňa jednosmerný prúd generovaný systémom na výrobu fotovoltaickej energie na striedavý prúd potrebný pre život prostredníctvom technológie premeny výkonovej elektroniky a je jedným z najdôležitejších základných komponentov fotovoltaickej elektrárne.