《光伏材料设计》实习实训报告书

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1、河南工程学院《光伏材料设计》实习实训报告书太阳能电池组件设计与实现2015-2016学年第二学期学院：理学院学生姓名：韦东雨学号：201311004126学生班级：应用物理学1341班指导教师：杨会智牛金钟日期：2016年7月6日目录摘要I一、太阳能电池介绍11、太阳能光伏电池的工作原理12、太阳能电池组件构成及各部分功能1二、太阳能电池组件的设计21、22、33、34、35、36、3三、太阳能电池组件设计的实现41、材料准备42、电池单片的单焊，串焊43、胶膜剪裁与背板选择44、铺设与检测45、层压46、裁边与装框4

2、7、组件测试4参考文献6实习实训评分表9摘要全球气候变暖、热浪袭人、PM2.5高企，这都警告我们，靠煤炭和石油等传统能源的时代必将终结，太阳能光伏、风能、生物能等新能源将逐步成为未来能源的主体，一场新能源革命刻不容缓。太阳能和风能是目前商业化最成熟的新能源领域，而生物能是相对理想的新能源。据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500~1000亿度。一、太阳能电池介绍太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输

3、出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV），简称光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置【1】。单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件（也叫太阳能电池板、光伏组件）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池组件的质量和成本将直接决定整个系统

4、的质量和成本【2】。1、太阳能光伏电池的工作原理太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池（SolarCell），又称光伏电池。太阳能电池发电的原理是光生伏打效应（PhotovoltaicEffect）【3】。硅太阳能电池属于pn结太阳能电池，通过掺杂产生p型及n型硅，并得到pn结。由于扩散及漂移运动，pn结中形成稳定的内建场。太阳照射时，硅半导体中产生电子和空穴。p-n结及两边产生的光生载流子就被内建电场所分离，在p区聚集光生空穴，在n区聚集光生电子，使p区带正电，n区带负电，在p-n结两边产生光生电动势。上述过程通常称

5、作光生伏特效应或光伏效应。光生电动势的电场方向和平衡p-n结内建电场的方向相反。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出【4】。这样，太阳的光能就直接变成了可以使用的电能。2、太阳能电池组件构成及各部分功能1）钢化玻璃其作用为保护发电主体，透光其选用是有要求的：1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理。92）EVA用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的

6、发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。主要粘结封装发电主体和背板。3）电池片主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜，但消耗及电池片成本很高；薄膜太阳能电池，消耗和电池成本很低，弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，但相对设备成本较高，光电转化效率相对晶体硅电池片一半

7、多点，如计算器上的太阳能电池。4）背板作用，密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家都是质保25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。）5）铝合金保护层压件，起一定的密封、支撑作用。6）接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接，线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。7）硅胶密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来

8、替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。二、太阳能电池组件的设计1、92、3、4、5、6、9三、太阳能电池组件设计的实现1、材料准备单体太阳电池，焊带，汇流条，助焊剂，镊子，钢化玻璃，EVA，背板，铝合金边框，硅胶等。2、电池单片的单焊，串焊裁剪长度为电池单片宽度1.5倍的焊带若干，取27片50mm*12