太陽能電池板組件發(fā)電原理

晶體硅n/p型太陽電池的工作原理:當(dāng)p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體緊密結(jié)合連成一塊時，在兩者的交界面處就形成p-n結(jié)。當(dāng)光電池被太陽光照射時，在p-n結(jié)兩側(cè)形成了正、負(fù)電荷的積累，產(chǎn)生了光生電壓，形成了內(nèi)建電場，這就是"光生伏特效應(yīng)"。從理論上講，此時，若在內(nèi)建電場的兩側(cè)面引出電極并接上適當(dāng)負(fù)載，就會形成電流，負(fù)載上就會得到功率。太陽能電池組件就是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置。

短路電流溫度系數(shù):±0.05%℃

開路電壓溫度系數(shù):-0.33%℃

功率溫度系數(shù):-0.23%℃

工作電流溫度系數(shù):+0.08%℃

工作電壓溫度系數(shù):-0.33%℃

最大系統(tǒng)電壓:1000V

絕緣系數(shù):≥100MOhm

擊穿電壓:AC 2000V，DC 3000V

60m/s(200kg/sq.m)

100Kg/㎡

能承受227g鋼球從1m高掉下的撞擊

±45℃

防風(fēng)，防冰雹

低鐵鋼化玻璃(又稱白玻璃)，常見厚度在3.2毫米左右，在太陽電池光譜響應(yīng)的波長范圍內(nèi)(320-1100NM)透光率達(dá)90%以上，對于大于1200NM的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時耐紫外光線的輻照，透光率不下降。

鋼化性能符合國標(biāo)GB9963-88或者封裝后的組件抗沖擊性能達(dá)到國標(biāo)GB9535-88地面用硅太陽能電池環(huán)境試驗方法中規(guī)定的性能指標(biāo)。

EVA是一種熱融膠粘劑，厚度在0.4毫米-0.6毫米之間，表面平整，厚度均勻，內(nèi)含交聯(lián)劑。常溫下無黏性且具抗黏性，經(jīng)過一定調(diào)價熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化，并變的完全透明。固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性，它將電池片"上蓋下墊"，將其包封，并和上層保護(hù)材料-玻璃，下層保護(hù)材料背板(TPT，BBF等)，利用真空層壓技術(shù)合為一體。另一方面，它和玻璃粘和后能提高玻璃的透光率，起著增透的作用，并對太陽能電池板的輸出有增益作用。

太陽能電池片是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，尺寸一般為125*125或156*156。太陽能電池片的工作電壓約為0.5V，，一般不能單獨作為電源使用。將太陽能電池片進(jìn)行串并聯(lián)封裝后，就成為太陽能電池板，其功率一般為幾瓦到幾十瓦，一百瓦到兩百瓦以上，可以單獨作為電源使用。

背板就是電池板背面的保護(hù)材料，一般有TPT，BBF，DNP等等。這些保護(hù)材料具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，絕緣能力并且可以和EVA良好粘接。太陽電池的背面覆蓋物-氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對電池板的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可以降低電池板的工作溫度，也有利于電池板的效率。當(dāng)然，氟塑料膜首先具有太陽電池封裝所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。

接線盒一般由ABS制成，并加有防老化和抗紫外輻射劑，能確保電池版納在室外使用25年以上不出現(xiàn)老化破裂現(xiàn)象。接線柱由外鍍鎳層的高導(dǎo)電解銅制成，可以確保電氣導(dǎo)通及電氣連接的可靠。接線盒用硅膠粘接在背板表面。

邊框采用硬制鋁合金制成，表面氧化層厚度大于10微米，可以保證在室外環(huán)境長達(dá)25年以上的使用，不會被腐蝕，牢固耐用。

太陽能電池板組件常用規(guī)格與功率

1~200W 每次提高功率最小可以以1W為參數(shù)。下表參數(shù)可以做參考

Rated Power [Pmax] 10W

Rated Power [Pmax] ±5%

Nominal Voltage 18V

Design Life 25 years

第一步單片焊接:將電池片焊接互聯(lián)條(涂錫銅帶)，為電池片的串聯(lián)做準(zhǔn)備.

第二步串聯(lián)焊接:將電池片按照一定數(shù)量進(jìn)行串聯(lián)。

第三步疊層:將電池串繼續(xù)進(jìn)行電路連接，同時用玻璃、EVA膠膜、TPT背板將電池片保護(hù)起來。

第四步層壓: 將電池片和玻璃、EVA膠膜、TPT背板在一定的溫度、壓力和真空條件下粘結(jié)融合在一起。

第五步裝框: 用鋁邊框保護(hù)玻璃，同時便于安裝。

第六步清洗 : 保證組件外觀。

第七步電性能測試:測試組件的絕緣性能和發(fā)電功率

最后包裝入庫。

測試系統(tǒng)的工作原理是:當(dāng)閃光照到被測電池上時，用電子負(fù)載控制太陽電池中電流變化，測出電池的伏安特性曲線上的電壓和電流，溫度，光的輻射強(qiáng)度，測試數(shù)據(jù)送入微機(jī)進(jìn)行處理并顯示、打印出來。

太陽電池組件測試儀，AAA級太陽能電池組件測試儀

測試標(biāo)準(zhǔn)(環(huán)境):輻照度 1000 W/m2，環(huán)境溫度25 °C, AM=1.5;功率公差范圍: ± 3%)

最大可測組件電池尺寸:1100mm*2000mm

光源:高能脈沖氙燈

光強(qiáng)可調(diào)范圍:70-120W/C㎡

光管壽命:≥300000次

光均勻度:±3%

測量范圍和精度:電壓 0~30V ±0.1% 0~60V ±0.1%

電流 0~2A ±0.1% 0~20A ±0.1%

測量誤差:≤2%

重復(fù)測量誤差:±1%

標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)配置:臥式測試臺+PC機(jī)+專用測試軟件

電源要求:220V/50Hz/2KW

重量:320Kg

外形尺寸:850mm*1500mm*2460mm

1.用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。

2. 交通領(lǐng)域:如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

3. 通訊/通信領(lǐng)域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。

4. 石油、海洋、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等。

5.家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。

6.光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站、風(fēng)光(柴)互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。

7.太陽能建筑:將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。

8.其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng);(3)海水淡化設(shè)備供電;(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。

太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個小時為例，介紹一下計算方法:

1.首先應(yīng)計算出每天消耗的瓦時數(shù)(包括逆變器的損耗):若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當(dāng)輸出功率為100W時，則實際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W;若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh。

2.計算太陽能電池板:按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。