太阳能电池组件制造原理详细介绍

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1、前言   太阳能光电池需要被连接（普通为串联），然后层迭封装起来，以防止受到损坏，这就是所谓的模块化封装，同时，该模块制程一般将依据电池种类和模块应用型态来决定。一、电池串联   当制造太阳能光电模块时，太阳能电池首先必须以串联的方式（电池串行）连接，这是因为每单一硅晶太阳电池的各别电能输出是很低的。在串接程序里，每一个电池的前端接点将被焊接到下一个电池的后端接点之上，以便将每一个电池的前端负极连接到下一个电池的后端正极，也就是将若干电池作串联式的连接（图1）。   然后，每一串序的开始和结束再向外延伸，以用于随后的电力连接。在大量生产时，

2、所谓的”Tabber-Stringers”机器经常被使用于自动化焊接。但是，顾客量身定作的电池产品则通常以手工制作。硅晶电池系一个接一个地在独立的制造工作站被连接；相反地，薄膜电池则借着独立层中沟槽的切割来予以完成，同时，电力连接则是电池组装的一主要部分；通常，雷射或机械线切被使用，将该材料切割成大约1公分宽的电池长条。   图2表示当电池被配置在前侧时，该组装之序列。此方式系使用在碲化镉(CdTe)模块和大部分的非晶硅模块上面。首先，透明氧化物导电(TCO)层被分离成平行的长条状，然后太阳能电池层沈积在上面。接着，第二切段（太阳能电池层）

3、有点偏离第一切段(TCO)来制作，但是仍然与后者平行。最后，再切割与制作第三切段后接点（金属层）。此方式制造了从一电池的后接点至下一电池的前接点之间的电力连接，使得各别电池长条能以串联的方式作相互的连接。参见图3，该结构系以相类似的方式来成型：从后接点开始，铜铟硒(CIS)电池和非晶硅薄膜电池系以相反的顺序装配。二、电池封装   为了保护电池对抗机械应力、曝晒和湿气，串接的电池被嵌进一透明的封装材料内，该封装材料同时能对该电池产生电绝缘的作用。为了结构上的稳定，该封装系统应用一覆板(superstrate)。大部分的案例系使用玻璃，但同时也

4、可使用压克力、金属或塑料薄片。视制程而定，太阳电池可放在覆板材料之上、之后或之间。在太阳电池光感面之上的覆盖物以透明材料来制造是很重要的，因为越透明的材料能使更多的太阳能量投射在太阳电池之上。基于这个理由，低铁玻璃常当作前覆板来使用，因为它能够让91%的光线通过。该玻璃系经过回火处理的，以便强化其对抗高热能应力的特性。最近所开发的抗反射玻璃，使用烧熔制程或浸染涂布，因而具有抗反射涂层，能达成96%之光穿透率。使用此抗反射玻璃的太阳电池模块所吸收的能量比使用普通玻璃者多出约3.5%。目前使用较普遍的封装方式有三种：‧乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA

5、)封装‧铁氟龙（TeflonR）封装‧铸造树脂封装■乙烯醋酸乙烯聚合物(EVA)封装   当以EVA封装时，该电池串行在真空腔内系以正负压加温的方式进行层迭制程（真空层迭制程）。该EVA在此制程里被熔解，并将整个太阳电池包围起来。该EVA在正面需要抗紫外线的功能。在大部分的应用例中，这是一片高透明白色的回火玻璃（太阳玻璃），而其背榇可为一传统的硬化玻璃薄片或不透明薄膜。EVA封装大部分使用于制造标准和特殊之模块，最大所能装配的尺寸为2公尺乘3公尺。随着模块尺寸的加大，在迭层期间该等电池将开始漂浮，这将使得在该等电池之间的间隙很难保持相等。然

6、而，不同基板的使用将能够装配不同的迭层构型。（请参考图4-7）■铁氟龙（TeflonR）封装   此制程，类似EVA封装，是将太阳电池封闭在一特殊的含氟聚合物（Teflon）当中。不同于EVA封装的是：该被铁氟龙封闭的太阳电池系放置在一基板平面之上，并且在正面不需要额外的覆盖（请参考图8）。铁氟龙是一种抗紫外线、高透明、不沾灰尘且不会褪色的材料，更重要的是其具有无反射的表面。在此类模块当中，铁氟龙层在太阳电池上的厚度仅有0.5毫米，并且是一种良好的热导体，所以，既使没有隔热，铁氟龙层也能确保该电池受到良好的冷却作用。至于基板材料，传统硬化玻

7、璃可被使用，只要其具备其它不透明材料（例如，金属、石板、混凝土和陶瓷）的结构强度即可。铁氟龙封装大部分使用于小尺寸的特殊模块（例如，太阳能屋瓦）。■铸造树脂封装      请参考图9，树脂封装系运用一铸造程序：首先，黏着垫将该等太阳电池固定在两片玻璃之间，然后，在两侧利用具有黏性的透明分隔物，将该等薄片在边缘固定起来；上层系由一高透明硬化白玻璃所构成；下层则由符合结构上需求的传统硬化玻璃所构成；形成的空腔以高透明度的铸造树脂来填充，并使其硬化。   树脂的型态将决定是否需使用紫外线来实施硬化的程序，这对于后面玻璃层的设计占有重要的角色。如果

8、所使用的树脂没用紫外线来硬化，则不可能在背面使用染色玻璃，因为太阳电池和染色层之间的树脂会因为缺乏紫外线而无法硬化。使用铸造树脂封装，将可装配2.50公尺乘3.80公尺之模块。此