太阳能组件背板常见问题

第一篇：太阳能组件背板常见问题

太阳能背板常见问题及分析

尽管目前全球太阳能光伏市场处于产能过剩时期，但是每年的太阳能光伏电站的装机量还是在快速的发展。人们对于太阳能组件的认识也慢慢地开始全面起来。太阳能组件一般需要投放在自然环境中，历经风吹雨打各种环境。背板作为组件的“后宫”卫士要对各种环境有一定的防御能力。

一、前言

目前市场中出现的背板的种类比较多，但是前提必须具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。不同厂家、不同结构出现不同的命名方法，例如：TPT、TPE、KPK、KPE、AAA、PET、PET-PET、PPE.FPF、FPE 等等不同的背板结构名称。

其中:T：指杜邦公司的聚氟乙烯（PVF）薄膜，商品名为Tedlar。K：指Arkema公司生产的PVDF专利商标名为K(Kynar)。P：指PET薄膜--聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(背板的骨架）。E：指EVA(VA含量较低）,或者聚烯烃PO。A: 改性聚酰胺（简称PA ,Nylon）Isovolta开发有AAA结构背板。F：指氟碳涂料: PTFE(聚四氟乙烯)涂料;PVDF(聚偏氟乙烯)涂料;FEVE 氟乙烯与乙烯基醚的共聚物.当然很多涂料型背板厂家为了强调自己产品的质量好，也自称F为“T”。

二、常见背板出现问题

1、黄变

在太阳能光伏组件层压过程中，使用两层胶膜对太阳能电池进行粘接，使得太阳能电池与玻璃和背板合为一体。两层胶膜一般会有一层需要将短波紫外线进行截止。而背板本身对紫外光300nm-380nm的耐紫外强度有一定抵抗能力，但是部分背板在紫外光的照射下还是会发生黄变，导致背板层的分子组成部分被破坏，背板的整体性能下降，同时背板的反射率降低，影响组件的整体输出。含氟材料在没有经过其他处理时本身有耐紫外的能力。如果两层胶膜均没有将短波紫外线进行截止，紫外线会直接导致位于底层的背板变黄。

产生影响：首先会使组件的外观很不美观，另外黄变后的背板会减少对太阳光的反射，进而会影响太阳能电池对太阳光的吸收效果，最终降低组件的功率输出。

2、背板鼓包

电池片存在热斑的位置以及隐形胶带位置都容易出现背板鼓包，尤其在两个位置出现重叠的情况下更加容易出现背板鼓包，主要是温度高导致材料气化所致。组件在应用过程中，电池片本身吸收的太阳光会有一部分转变成热能，造成组件内部温度升高，EVA内的紫外吸收剂将吸收的紫外光转换成一部分热能，散发到组件内部。一般来讲正常组件的工作温度在70℃-80℃之间，根据测试数据证明，温度升高会对组件的功率输出造成影响，组件本身的温度每升高1℃，组件的输出功率会相应的减少约1W，因此在背板材料在选型过程中应考虑背板材料的热传导系数。热传导系数和背板本身的基材和成分组成有关，热量主要靠介质传导。

采取措施：在电池片投入时，保证投入电池片都是合格的，在标准内的电池片，焊接过程中要避免出现开焊、虚焊等情况，敷设时要按照图纸粘贴隐形胶带。

3、背板条下气泡

产生原因：背板条造成汇流带之间存在较大梯度，敷设员工没有将EVA条放到位，造成EVA没有很好地进行填充。

造成影响：在组件后期使用过程中，气泡会逐渐扩大以及气泡周围的材料会氧化变质，大大地影响组件的使用寿命。

4、背板划伤

产生原因：原材料本身所自带的问题，在原材料检验过程中没有发现，直接进入生产车间；敷设后的层压件在传输线上运输时，传输线上尖锐物品对背板造成划口；修边人员在修边过程中对背板引起的伤害。

造成影响：背板在组件主要作用：防潮湿、防尘土、绝缘。背板划伤的组件其防潮性大大降低，这样会加速组件的氧化，其防绝缘性能会降低组件的安全性能。增大背板的透水率，进入组件内部的水汽就越多，将直接导致内部电路被腐蚀，长久使用，组件将丧失发电性能，内部电路也会因氧化严重而被破坏，组件寿命就此截止。

预防措施：加强检验力度，及时发现原材料本身所带的背板划伤和背板缺陷；每班开始正常运行之前，检查传输线上是不是存有尖锐的物品；组件层压件在传输线进行运输时，避免磕碰背板。

5、与EVA粘结层的缺陷

造成影响：与EVA剥离强度不够，使用万能拉力机测量的粘接力小于40N/cm。

预防措施：背板在使用之前使用电晕处理，增加背板表面的附着力脱层，同时可以减少背板表面灰尘沉积。

三、背板的评价指标及检验方法

四、结语

背板的材质与质量决定了组件的使用年限，人们开始越来越来重视组件的使用寿命。对于如何保证背板的质量开始变得更加重要。也将是今后一段时间的工作重点

第二篇：自动化太阳能组件生产线工艺流程

自动化太阳能组件生产线工艺流程

组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。

1.玻璃EVA放置

2.串焊排版一体

3.层前缓存

4.镜面检测

5.层前EL检测

6.层压

7.层后输送

8.修边

9.打胶装框

10.装接线盒

11.自然固化

12.清洗

13.终检

14.终检打包

15.成品

一、太阳能电池组件生产线介绍

太阳能光伏交钥匙工程始终致力于照顾您生产中的每一个细节，减少操作人员，降低占地面积。保证您在生产中提高效率，在增加产量的同时，为您创造有竞争力的成本优势。

我司生产的组件生产线设备包括：输送机、全自动串焊机、组件排版机、上料机、EL检测机（包含前及终检）、IV检测机、翻转机、自动打胶机、自动修边机、自动组框机、堆栈机、固化线、分选码垛机及相关光伏组件检测实验等设备。该方案设备先进、自动化程度高，位于行业内先进水平。同时流水线布局科学、合理、美观，性价比较高，操作维护方便。

二、太阳能电池组件生产线特点

智能化：采用总线控制技术，对生产过程控制诊断进行智能化处理。在线控制：通过有效联系EL检测系统、绝缘测试系统及成品性能测试系统等检测系统，从而达到在线式检测控制。

远程监控：能够实时更新反馈生产数据，从而便于生产管理控制。

冗余控制：通过服务器冗余、控制器冗余等组合使用，从而保证整个系统长时间稳定连续运行。

注意事项：

由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，一些不起眼问题如应该戴手套而不戴、应该均匀的涂刷试剂而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以武汉三工除了制定合理的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。

第三篇：太阳能光伏组件制造技术习题答案

太阳能光伏组件制造技术习题答案

习题1 1.画图说明太阳能电池的工作原理。

答：PN结光生伏特效应示意图如图1-8所示，其工作原理如下：当太阳光照射到半导体表面时，半导体内部N区和P区中原子的价电子受到太阳光子的冲击，通过光辐射获取到超过禁带宽度Eg的能量，脱离共价键的束缚从价带激发到导带，由此在半导体材料内部产生出很多处于非平衡状态的电子—空穴对。这些被光激发的电子和空穴，或自由碰撞，或在半导体中复合恢复到平衡状态。其中复合过程对外不呈现导电作用，属于光伏电池能量自身损耗部分。光生电子-空穴对在耗尽区产生后，立即被内建电场分离，光生电子被推向N区，光生空穴被推向P区。因此，在P区有过剩的空穴，在N区有过剩的电子，如此便在PN结两侧形成了正负电荷的积累，产生与势垒电场方向相反的光生电动势，也就是光生伏特效应。将半导体做成太阳能电池并外接负载后，光电流从P区经负载流至N区，负载即得到功率输出，太阳能便变成了电能。

2.画出太阳能电池的等效电路图，说明各等效参数的含义。

答：图中Iph为光生电流，此值正比于太阳能电池的面积和入射光的辐照度。ID为暗电流，是太阳能电池在无光照时，由于外电压作用下PN结内流过的单向电流，其方向与光生电流方向相反，会抵消部分光生电流。IL为太阳能电池输出的负载电流。UOC为电池的开路电压，与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。Rs和Rsh均为硅太阳能电池本身固有电阻，相当于电池的内阻。

3.太阳能电池、太阳能光伏组件的分类如何？ 答：

太能能光伏组件有以下几种不同的分类。（1）按照基体材料分类

可分为晶硅太阳能光伏组件（单、多晶硅）、非晶硅薄膜太阳能光伏组件、微晶硅薄膜太阳能光伏组件、纳晶硅薄膜太阳能光伏组件、多元化合物太阳能光伏组件（包括砷化镓、硫化镉电池、碲化镉电池、铜硒铟等）。

（2）按照结构分类

可分为同质结太阳能光伏组件（在相同的半导体材料上构成PN结）、异质结太阳能光伏组件（在不相同的半导体材料上构成PN结）、肖特基结太阳能光伏组件、复合结太阳能光伏组件、液结太阳能光伏组件等。

（3）按照用途分类

可分为空间太阳能光伏组件、地面太阳能光伏组件。

（4）按使用状态分类

可分为平板太阳能光伏组件、聚光太阳能光伏组件。（5）按封装材料分类

可分为刚性封装太阳能光伏组件、半刚性封装太阳能光伏组件、柔性衬底封装太阳能光伏组件。

4.画图说明太阳能电池片的外形结构。

答：电池片的结构如图1-17所示。正面是电池的负极，上面有细栅线、主栅线和减反射膜；背面是电池的正极，有铝背场和背电极等。

5.太阳能光伏组件的结构如何？

答：大多数晶体硅太阳能光伏组件是由透明的前表面、胶质密封材料、太阳能电池片、接线盒、端子、背表面和框架等组成。

6.简述太阳能电池、太阳能光伏组件的制作工艺过程。答：太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测、表面制绒、扩散制结、等离子体刻边、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结等。

太阳能光伏组件的制作工序主要有：电池片的分选、单片焊接、串联焊接、组件叠层、组件层压、修边、安装边框、安装接线盒、成品测试、清洗和包装入库。

7.说明太阳能电池、太阳能光伏组件的技术参数有哪些？

答：太阳能电池片的主要技术参数有开路电压、短路电流、最大功率、峰值电流、峰值电压、填充因子、转换效率、等效串联电阻等。

太阳能光伏组件主要技术参数有最大功率点Pm（Ump×Imp）、开路电压（Uoc）和短路电流（Isc）、开路电压Uoc、短路电流Isc、转换效率等。

习题2

1.如何进行太阳能电池片检测。

答：太阳能电池片检测主要分外观检查、电性能测试等。外观检查主要是查看电池片完整度、印刷质量、镀膜效果等；电性能测试主要检测单片功率和光电转化效率等。具体检测过程略。

2.什么是电池片单焊、串焊，工艺如何？ 答：单片焊接指在电池片的正面主栅线上焊接两条焊带。串焊指将单片焊接好的电池片按照工艺要求的数量一片片串联焊接在一起。单焊、串焊工艺略。

3.组件叠层顺序如何？

答：由下向上分别为玻璃、EVA、电池、EVA、背板。4.什么是热班效应，如何防止其产生？

答：太阳电池组件在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，但组件的其余部分仍处于阳光暴晒之下，这样局部被遮挡的太阳能电池就要由未被遮挡的那部分太阳能电池来提供所需的功率，这样局部被遮挡的太阳能电池就变成负载，消耗部分未被遮挡的那部分太阳能电池来发出的功率，使该部分太阳电池如同一个工作于反向偏置下的二极管，其电阻和压降较大，从而削耗功率而导致发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳能电池，严重的可能使焊点熔化、封装材料破坏，甚至会使整个组件失效。可以通过加装旁路二极管的方法，减小热斑效应对组件的影响。

5.简述层压机的结构。

答：主要包括加热系统、层压系统、真空系统、控制系统、传动系统等组成。6.组件层压工序如何？ 答：略。

7.常用组件接线盒有哪几种，有何特点。

答：传统型光伏接线盒、封胶密封小巧型光伏接线盒、玻璃幕墙专用型光伏接线盒、透明薄型光伏接线盒、压接一体式光伏接线盒等。特点略。

8.组件装框工艺如何？ 答：略。

习题3 1.如何用绝缘电阻测试仪测量太阳能光伏组件绝缘电阻。

答：①将组件引出线短路后接到有限流装置的直流绝缘测试仪的正极。

②将组件暴露的金属部分接到绝缘测试仪的负极。如果组件无边框，或边框是不良导体，将组件的周边和背面用导电箔包裹，再将导电箔连接到绝缘测试仪的负极。

③以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于1000V加上两倍的系统最大电压（即由制造商标注在组件上的最大系统电压)，保持1min，此时漏电电流应小于50μA，说明组件无绝缘击穿现象，或表面无破裂现象。如果系统的最大电压不超过50V，所施加的电压应为500V，维持此电压1min。④降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电，时间为5min。⑤拆去绝缘测试仪正负极的短路。

⑥以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于500V或组件最大系统电压的高值，维持此电压2min，测量绝缘电阻，绝缘电阻应不少于500MΩ（或在500V电压下，漏电流小于10μA）。

⑦降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。

⑧拆去绝缘测试仪与组件的连线及正负极的短路线。2.太阳能光伏组件测试仪结构、原理如何？

答：主要包括太阳模拟器、电子负载、信号、控制电路等。

3.太阳能电池组件缺陷测试仪结构、原理如何？

答：该测试系统由直流电源，专用相机，专用测试软件及计算机组成。在正向偏压时给组件或电池片通以恒定电流，电池片或组件则会发出红外光，可以利用这个特性对晶硅电池进行检测。

4.如何根据太阳能光伏组件测试仪、太阳能电池组件缺陷测试仪判别光伏组件质量性能。

答：略。

5.简述太阳能光伏组件包装工艺要求、操作过程。答：包装入库工艺要求

（1）一个包装箱中装4个光伏组件，靠近包装的2个组件玻璃面必须面向包装箱。

（2）包装箱中无异物，木箱内应无铁钉露出。

（3）同一包装箱中的组件应为同一规格的，且组件与组件之间要用瓦楞纸隔开。

（4）组件应轻拿轻放，坚直摆放、整齐。

（5）封箱带在箱侧部分不得盖住箱体的印刷部分，封箱带必须平整，且黏结牢固。

（6）各种标签必须在指定位置粘贴端正，一律使用40mm×70mm的标签。

（7）打包后打包带与箱体边缘间距对称、美观，注意用纸护角保护打包带与纸箱角接触的地方。

包装入库操作步骤

（1）检查包装箱，并将包装包装箱展工，底部用封箱带封住，整齐地放在包装托盘上。

（2）扫描组件条形码并把数据保存到计算机中，装箱之前记录所装入组件的序列号。

（3）把检查合格后功率相同的组件装入包装箱，组件之间用瓦楞纸隔开，组件的4个角用护角纸包住。

（4）包装箱里放好组件后，放入一份说明书，用封箱带将上封口封住。

（5）取条形码贴在包装箱相应的位置。

（6）装包装置于打包机工作台面打包。

第四篇：2018年太阳能组件生产项目可行性研究报告(编制大纲)（推荐）

2018年太阳能组件生产项目可行性

研究报告

编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

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本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。

可行性研究报告 是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。

可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投

资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上，综合论证项目建设的必要性，财务的盈利性，经济上的合理性，技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。

投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。

报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。

报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等

关联报告：

太阳能组件生产项目建议书 太阳能组件生产项目申请报告

太阳能组件生产项目资金申请报告 太阳能组件生产项目节能评估报告 太阳能组件生产项目市场研究报告 太阳能组件生产项目商业计划书 太阳能组件生产项目投资价值分析报告 太阳能组件生产项目投资风险分析报告 太阳能组件生产项目行业发展预测分析报告

可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 太阳能组件生产项目总论 第一节 太阳能组件生产项目概况 1.1.1太阳能组件生产项目名称 1.1.2太阳能组件生产项目建设单位 1.1.3太阳能组件生产项目拟建设地点 1.1.4太阳能组件生产项目建设内容与规模 1.1.5太阳能组件生产项目性质

1.1.6太阳能组件生产项目总投资及资金筹措 1.1.7太阳能组件生产项目建设期

第二节 太阳能组件生产项目编制依据和原则 1.2.1太阳能组件生产项目编辑依据 1.2.2太阳能组件生产项目编制原则 1.3太阳能组件生产项目主要技术经济指标

1.4太阳能组件生产项目可行性研究结论 第二章 太阳能组件生产项目背景及必要性分析 第一节 太阳能组件生产项目背景 2.1.1太阳能组件生产项目产品背景 2.1.2太阳能组件生产项目提出理由 第二节 太阳能组件生产项目必要性

2.2.1太阳能组件生产项目是国家战略意义的需要

2.2.2太阳能组件生产项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要

2.2.3太阳能组件生产项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 第三章 太阳能组件生产项目市场分析与预测 第一节 产品市场现状 第二节 市场形势分析预测 第三节 行业未来发展前景分析

第四章 太阳能组件生产项目建设规模与产品方案 第一节 太阳能组件生产项目建设规模 第二节 太阳能组件生产项目产品方案

第三节 太阳能组件生产项目设计产能及产值预测 第五章 太阳能组件生产项目选址及建设条件 第一节 太阳能组件生产项目选址 5.1.1太阳能组件生产项目建设地点 5.1.2太阳能组件生产项目用地性质及权属

5.1.3土地现状

5.1.4太阳能组件生产项目选址意见 第二节 太阳能组件生产项目建设条件分析 5.2.1交通、能源供应条件 5.2.2政策及用工条件 5.2.3施工条件 5.2.4公用设施条件 第三节 原材料及燃动力供应 5.3.1原材料 5.3.2燃动力供应

第六章 技术方案、设备方案与工程方案 第一节 项目技术方案 6.1.1项目工艺设计原则 6.1.2生产工艺 第二节 设备方案

6.2.1主要设备选型的原则 6.2.2主要生产设备 6.2.3设备配置方案 6.2.4设备采购方式 第三节 工程方案 6.3.1工程设计原则

6.3.2太阳能组件生产项目主要建、构筑物工程方案

6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑结构

第七章 总图运输与公用辅助工程 第一节 总图布置 7.1.1总平面布置原则 7.1.2总平面布置 7.1.3竖向布置

7.1.4规划用地规模与建设指标第二节 给排水系统 7.2.1给水情况 7.2.2排水情况 第三节 供电系统 第四节 空调采暖 第五节 通风采光系统 第六节 总图运输

第八章 资源利用与节能措施 第一节 资源利用分析 8.1.1土地资源利用分析 8.1.2水资源利用分析 8.1.3电能源利用分析 第二节 能耗指标及分析 第三节 节能措施分析

8.3.1土地资源节约措施 8.3.2水资源节约措施 8.3.3电能源节约措施 第九章 生态与环境影响分析 第一节 项目自然环境 9.1.1基本概况 9.1.2气候特点 9.1.3矿产资源 第二节 社会环境现状 9.2.1行政划区及人口构成 9.2.2经济建设

第三节 项目主要污染物及污染源分析 9.3.1施工期 9.3.2使用期

第四节 拟采取的环境保护标准 9.4.1国家环保法律法规 9.4.2地方环保法律法规 9.4.3技术规范 第五节 环境保护措施 9.5.1施工期污染减缓措施 9.5.2使用期污染减缓措施 9.5.3其它污染控制和环境管理措施

第六节 环境影响结论

第十章 太阳能组件生产项目劳动安全卫生及消防 第一节 劳动保护与安全卫生 10.1.1安全防护 10.1.2劳动保护 10.1.3安全卫生 第二节 消防

10.2.1建筑防火设计依据 10.2.2总面积布置与建筑消防设计 10.2.3消防给水及灭火设备 10.2.4消防电气 第三节 地震安全

第十一章 组织机构与人力资源配置 第一节 组织机构

11.1.1组织机构设置因素分析 11.1.2项目组织管理模式 11.1.3组织机构图 第二节 人员配置

11.2.1人力资源配置因素分析 11.2.2生产班制 11.2.3劳动定员 表11-1劳动定员一览表

11.2.4职工工资及福利成本分析 表11-2工资及福利估算表 第三节 人员来源与培训

第十二章 太阳能组件生产项目招投标方式及内容 第十三章 太阳能组件生产项目实施进度方案 第一节 太阳能组件生产项目工程总进度 第二节 太阳能组件生产项目实施进度表 第十四章 投资估算与资金筹措 第一节 投资估算依据

第二节 太阳能组件生产项目总投资估算

表14-1太阳能组件生产项目总投资估算表单位：万元第三节 建设投资估算

表14-2建设投资估算表单位：万元 第四节 基础建设投资估算

表14-3基建总投资估算表单位：万元 第五节 设备投资估算

表14-4设备总投资估算单位：万元 第六节 流动资金估算

表14-5计算期内流动资金估算表单位：万元 第七节 资金筹措 第八节 资产形成 第十五章 财务分析

第一节 基础数据与参数选取

第二节 营业收入、经营税金及附加估算

表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位：万元 第三节 总成本费用估算

表15-2总成本费用估算表单位：万元 第四节 利润、利润分配及纳税总额预测

表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位：万元第五节 现金流量预测 表15-4现金流量表单位:万元 第六节 赢利能力分析 15.6.1动态盈利能力分析 16.6.2静态盈利能力分析 第七节 盈亏平衡分析 第八节 财务评价 表15-5财务指标汇总表

第十六章 太阳能组件生产项目风险分析 第一节 风险影响因素 16.1.1可能面临的风险因素 16.1.2主要风险因素识别 第二节 风险影响程度及规避措施 16.2.1风险影响程度评价 16.2.2风险规避措施

第十七章 结论与建议

第一节 太阳能组件生产项目结论 第二节 太阳能组件生产项目建议

第五篇：太阳能光伏组件生产制造实用技术教程

太阳能光伏组件生产制造实用技术教程

第1章 太阳能光伏发电及光伏组件 1.1 太阳能光伏发电概述

1.2 太阳能光伏发电系统的构成及工作原理 1.3 太阳能光伏组件与方阵

第2章 太阳能光伏组件的主要原材料及部件 2.1 太阳能电池片 2.2 面板玻璃 2.3 EVA胶膜 2.4 背板材料TPT 2.5 铝合金边框 2.6 互连条及助焊剂 2.7 有机硅胶 2.8 接线盒及连接器 2.9 原材料的检验标准及方法

第3章 太阳能光伏组件生产工序及工艺流程

第4章 电池片的分选、检测和切割工序

第5章 电池片的焊接工序

第6章 叠层铺设工序 第7章 层压工序

第8章 装边框及清洗工序

第9章 光伏组件的检验测试

第10章 光伏组件的包装

第11章 常用设备及操作、维护要点

第12章 光伏组件的生产管理

12.1 光伏组件生产常用图表及技术文件 12.2 光伏组件的板型设计 12.3 光伏组件生产的6S管理 12.4 光伏组件生产车间管理制度 12.5 光伏组件生产工序布局

附录1 常用光伏组件规格尺寸及技术参数 附录2 IEC61215质量检测标准 附录3 …………

第1章 太阳能光伏发电及光伏组件

本章主要介绍太阳能光伏发电系统的特点、构成、工作原理及分类。使读者对太阳能光伏发电系统有一个大致的了解。

1.1 太阳能光伏发电概述

1.1.1 太阳能光伏发电简介

太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳能电池（一种类似于晶体二极管的半导体器件）的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式，太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池，也叫光伏电池。当太阳光照射到由P、N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳能电池上时，其中一部分光线被反射，一部分光线被吸收，还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚

图1-1 太阳能光伏电池发电原理 的高能级状态下的电子，产生电子—空穴对，在p-n结的内建电场作用下，电子、空穴相互运动(如图1-1)，n区的空穴向p区运动，p区的电子向n区运动，使太阳电池的受光面有大量负电荷(电子)积累，而在电池的背光面有大量正电荷(空穴)积累。若在电池两端接上负载，负载上就有电流通过，当光线一直照射时，负载上将源源不断的有电流流过。单片太阳能电池就是一个薄片状的半导体P-N结。标准光照条件下，额定输出电压为0．48V。为了获得较高的输出电压和较大的功率容量，往往要把多片太阳能电池连接在一起构成电池组件和电池方阵应用。太阳能电池的输出功率是随机的，不同时间、不同地点、不同安装方式下，同一块太阳能电池的输出功率也是不同的。

1.1.2 太阳能光伏发电的优点

太阳能光伏发电发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与化石能源、风能和生物质能等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术，其主要优点如下：

⑴ 太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。在地球上分布广泛，只有有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制；

(2)太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失；

(3)光伏发电是直接从光子到电子的转换，没有中间过程(如热能—机械能、机械能—电磁能转换等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，具有很高的理论发电效率，最高可达 80%以上，技术开发潜力大；(4)光伏发电本身不用燃料，不排放包括温室气体和其它废气的任何物质，不污染空气，不产生噪音, 对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。是真正的绿色环保可再生新能源；

(5)光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源；

(6)光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳，电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低；

(7)光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长(30 年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20～35年。在光伏发电系统中，只有设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10～15年。

(8)太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而且根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。

1.1.3 太阳能光伏发电的缺点

当然，太阳能光伏发电也有它的不足和缺点，归纳起来有这么几点：

（1）能量密度低。尽管太阳投向地球的能量总和极其巨大，但由于地球表面积也很大，而且地球表面大部分被海洋覆盖，真正能够到达陆地表面的能量只有到达地球范围辐射能量的10%左右，致使单位面积上能够直接获得的太阳能量却较少。通常以太阳辐照度来表示，地球表面最高值约为1.2 kW·h∕m2左右，绝大多数地区和大多数的日照时间内都低于1 kW·h∕m2。太阳能的利用实际上是低密度能量的收集、利用。

（2）占地面积大。由于太阳能能量密度低，这就使得光伏发电系统的占地面积会很大，每10KW光伏发电功率占地约需100平方米，平均每平方米面积发电功率为100W。随着光伏建筑一体化发电技术的成熟和发展，越来越多的光伏发电系统要占用空间和建、构筑物的屋顶和立面，将逐渐克服光伏发电占地面积大的不足

（3）转换效率低。光伏发电的最基本单元是太阳能电池组件。光伏发电的转换效率指的是光能转换为电能的比率。目前晶体硅光伏电池转换效率为13%～17%，非晶硅光伏电池只有6%～8%左右。由于光电转换效率太低，从而使光伏发电功率密度低，难以形成高功率发电系统。因此，太阳能电池的转换效率低是阻碍光伏发电大面积推广的瓶颈。

（4）间歇性工作。在地球表面，光伏发电系统只能在白天发电，晚上不能发电，除非在太空中没有昼夜之分的情况下，太阳能电池才可以连续发电，和人们的用电习惯不符。

（5）受气候环境因素影响大。太阳能光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射，而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大。雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。另外，由于环境污染的影响，特别是空气中的颗粒物灰尘等降落在太阳能电池组件表面，也会阻挡部分光线的照射，使电池组件转换效率降低，发电量减少。

（6）地域依赖性强。地理位置不同，气候不同，使各地区日照资源各异。光伏发电系统只有在太阳能资源丰富的地区应用效果才好。

（7）系统成本高。由于太阳能光伏发电效率低，到目前，光伏发电的成本仍然是其他常规发电方式（火力和水力发电）的几倍。这是制约其广泛应用的最主要因素。但是我们也应看到，随着太阳能电池产能的不断扩大及电池片光电转换效率的不断提高，光伏发电系统成本下降也非常快，太阳能电池组件的价格几十年来已经从最初的每瓦70多美元下降至目前的每瓦2.5美元左右。

（8）晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗.晶体硅电池的主要原料是纯净的硅。硅是地球上含量仅次于氧的元素，主要存在形式是沙子（二氧化硅）。从沙子一步步变成含量为99.9999%以上纯净的晶体硅，期间要经过多道化学和物理工序的处理，不仅要消耗大量能源，还会造成一定的环境污染。

尽管太阳能光伏发电有上述不足和缺点，但是随着全球化石能源的逐渐枯竭以及因化石能源过度消耗而引发的全球变暖和生态环境恶化，已经给人类带来了很大的生存威胁，因此大力发展可再生能源特别是太阳能光伏发电是解决这个问题的主要措施。由于太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，近年来我国政府也相继出台了一系列有关新能源及太阳能光伏产业的政策法规，使得太阳能光伏产业迅猛发展，光伏发电技术和水平不断提高，应用范围逐步扩大，并将在全球能源结构中占有越来越大的比例。

1.1.4 太阳能光伏发电的应用

太阳能电池及光伏发电系统已经广泛应用工业、农业、科技、国防及人民生活的方方面面，预计21世纪中叶，太阳能光伏发电将成为重要的发电方式，在可再生能源结构中占有一定比例。太阳能光伏发电的具体应用主要有以下几个方面：

（1）通讯、通信领域的应用：包括太阳能无人值守微波中继站，光缆通信系统及维护站，移动通讯基站，广播、通讯、无线寻呼电源系统，卫星通信和卫星电视接收系统，农村程控电话、载波电话光伏系统，小型通信机，部队通信系统，士兵GPS供电等。

（2）公路、铁路、航运交通领域的应用：如铁路和公路信号系统，铁路信号灯，交通警示灯、标志灯、信号灯，公路太阳能路灯，太阳能道钉灯、高空障碍灯，高速公路监控系统，高速公路、铁路无线电话亭，无人值守道班供电，航标灯灯塔和航标灯电源等。

（3）石油、海洋、气象领域的应用：石油管道阴极保护和水库闸门阴极保护太阳能电源系统，石油钻井平台生活及应急电源，海洋检测设备，气象和水文观测设备、观测站电源系统等。（4）农村和边远无电地区应用：农村和边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等用太阳能光伏户用系统、小型风光互补发电系统等解决日常生活用电，如照明、电视、收录机、DVD、卫星接收机等，也解决了为手机、MP3等随身小电器充电的问题，发电功率大多在十几瓦到几百瓦。用1千瓦到5千瓦的独立光伏发电系统或并网发电系统作为村庄、学校、医院、饭馆、旅社、商店等的供电系统。用太阳能光伏水泵，解决无电地区的深水井饮用、农田灌溉等。另外还有太阳能喷雾器、太阳能电围栏、太阳能黑光灭虫灯等

（5）太阳能光伏照明方面的应用：太阳能光伏照明包括太阳能路灯、庭院灯、草坪灯，太阳能景观照明，太阳能路标标牌、信号指示、广告灯箱照明等；还有家庭照明灯具及手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、割胶灯、节能灯、手电等。

（6）大型光伏发电系统（电站）的应用：大型光伏发电系统（电站）是10KW-50MW的地面独立或并网光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。

(7)太阳能光伏建筑一体化并网发电系统（BIPV）：将太阳能发电与建筑材料相结合，充分利用建筑的屋顶和外立面，使得大型建筑能实现电力自给、并网发电，是今后的一大发展方向。

（8）太阳能商品及玩具的应用：包括太阳能收音机、太阳能钟，太阳帽，太阳能充电器，太阳能手表、太阳能计算器，太阳能玩具等。（9）其他领域的应用:包括太阳能电动汽车、电动自行车、太阳能游艇，电池充电设备，太阳能汽车空调、换气扇、冷饮箱等；还有太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统，海水淡化设备供电，卫星、航天器、空间太阳能电站等。

1.2 太阳能光伏发电系统的构成、工作原理与分类 1.2.1 太阳能光伏发电系统的构成

通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统，也可叫太阳能电池发电系统。尽管太阳能光伏发电系统应用形式多种多样，应用规模也跨度很大，从小到零点几瓦的太阳能草坪灯，到几百千瓦甚至几个兆瓦的大型光伏发电站，但太阳能光伏发电系统的组成结构和工作原理确基本相同。主要由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器（在有需要交流电的情况下用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。

1、太阳能电池组件

太阳能电池组件也叫太阳能电池板，是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳光的辐射能量转换为电能，可以送往蓄电池中存储起来，也可以直接用于推动负载工作。当发电容量较大时，就需要用多块电池组件串、并联后构成太阳能电池方阵。目前应用的太阳能电池主要是晶体硅电池，分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池等几种。

2、蓄电池

蓄电池的作用主要是存储太阳能电池发出的电能，并可随时向负载供电。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求是：自放电率低；使用寿命长；充电效率高；深放电能力强；工作温度范围宽；少维护或免维护；价格低廉。目前为光伏系统配套使用的主要是免维护铅酸电池，在小型、微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池、锂电池或超级电容器。当需要大容量电能存储时，就需要将多只蓄电池串、并联起来构成蓄电池组。

3、光伏控制器

太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态，其功能主要有：防止蓄电池过充电保护；防止蓄电池过放电保护；系统短路电子保护；系统极性反接保护；夜间防反充保护等。在温差较大的地方，控制器还具有温度补偿的功能。另外控制器还有光控开关、时控开关等工作模式，以及充电状态、蓄电池电量等各种工作状态的显示功能。

光伏控制器一般分为小功率、中功率、大功率和风光互补控制器等。

4、交流逆变器

交流逆变器是把太阳能电池组件或者蓄电池输出的直流电转换成交流电，供应给电网或者交流负载使用的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能发电系统。

5、光伏发电系统附属设施

光伏发电系统的附属设施包括直流配线系统、交流配电系统、运行监控和检测系统、防雷和接地系统等。

1.2.2 太阳能光伏发电系统的工作原理

太阳能光伏发电系统从大类上可分为独立(离网)光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。图1-2是独立型太阳能光伏发电系统的工作原理示意图。太阳能光伏发电的核心部件是太阳能电池板，它将太阳光的光能直接转换成电能，并通过控制器把太阳能电池产生的电能存储于蓄电池中。当负载用电时，蓄电池中的电能通过控制器合理地分配到各个负载上。太阳能电池所产生的电流为直流电，可以直接以直流电的形式应用，也可以用交流逆变器将其转换成为交流电，供交流负载使用。太阳能发电的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存储起

图 1-2 独立型太阳能光伏发电系统工作原理

来，在需要时使用。

图1-3是并网型太阳能光伏发电系统工作原理示意图。并网型光伏发电系统由太阳能电池组件方阵将光能转变成电能，并经直流配线箱进入并网逆变器，有些类型的并网型光伏系统还要配置蓄电池组存储直流电能。并网逆变器由充放电控制、功率调节、交流逆变、并网保护切换等部分构成。经逆变器输出的交流电供负载使用，多余的电能通过电力变压器等设备馈入公共电网(可称为卖电)。当并网光伏系统因气候原因发电不足或自身用电量偏大时，可由公共电网向交流负载供电(称为买电)。系统还配备有监控、测试及显示系统，用于对整个系统工作状态的监控、检测及发电量等各种数据的统计，还可以利用计算机网络系统远程传输控制和显示数据。

图1-3 并网型太阳能光伏发电系统工作原理