降低组件功率衰减 提供组件发电效率20101216-hunter1

1、2022-3-9降低组件封装损失提高组件功率输出 组件设计部组件设计部2011年年12月月2前言前言封装损失：封装损失：在组件封装过程中由封装材料、生产工艺测试准确度引起的组件实际输出功率小于理论计算功率的现象称为封装损失。封装损失计算方法，如下：组件实测功率电池面积片数电池效率辐照强度封装损失 （1） 100基于STC环境下测试（大气质量AM1.5，温度25，辐照强度：1000W/m）以多晶1650990组件为例：封装损失 （1236.60.1560.156600.1651000） 1001.8即该组件封装损失为1.8%。3组件结构示意图组件结构：组件结构：前言前言4测试测试装框装框敷设敷设

2、焊焊接接层压层压备备料料组件工艺：组件工艺：前言前言5 5分隔页标题文字 Presentation Title组件封装损失理论研究分析6组件封装损失理论研究分析电池及组件等效电路图如下：电池等效电路组件等效电路 由等效电路图可知若要增加组件功率输出需从以下四个方面入手，如下： 1、增加入射光强； 2、减小串联电阻； 3、电池匹配性； 4、提高测试准确性；7组件封装损失理论研究分析组件封装损失理论研究分析组件封装损失理论研究分析主要因素主要因素 原因分析原因分析应对措施应对措施结构结构设计设计电池片布局电池片、串间隙影响太阳光二次反射优化电池片、串间隙，充分利用二次反射光能焊带、汇流带内阻焊带、

3、汇流带自身电阻影响组件功率输出优化焊带、汇流带长度及其截面积，减小组件内阻材料材料选择选择钢化玻璃钢化玻璃透射率严重影响电池接收光能量选用透射率较高玻璃，镀膜及表面异型结构玻璃EVAEVA对紫外波长的截止影响电池接收光能量选用高透射率EVA，如：无截止EVA背板背板反射率高低影响光线二次反射量选用高反射背板，充分利用二次反射光能接线盒接线盒内二极管漏电流造成组件功率内损耗选用漏电流小的接线盒电池电池测试分档合理性影响整块组件封装损失跟踪不同形式电池分档下组件封装损失工艺工艺控制控制焊接质量脱焊、虚焊、开焊将增加组件内阻加强焊接工艺参数控制交联度交联度越高EVA透光率越高将EVA交联度保持在一个

4、较高水平组件组件测试测试设备性能匹配性、均匀性、稳定性影响组件测试结果验证设备是否符合3A标准参数设置温度系数、取点量、测试时间影响测试结果优化温度系数、取点量、测试时间参数标准组件标准组件破损、功率衰减影响测试数据准确对比测试数据淘汰不合适标准组件其它员工操作的手法一致性，将影响测试结果规范员工操作8组件结构-电池片布局 电池片与片、串与串之间间隙可因 “零深度聚光效应”而增加组件功率输出。如下图所示，某些入射到组件中空白区的光被反射和散射到太阳电池的表面重新发电。 优化方向：1.调整电池片、串间隙； 2.综合析组件实际功率输出； 3.成本分析；9 由焊带、汇流带内阻引起组件封装损失，计算公

5、式如下：由焊带、汇流带内阻引起组件封装损失，计算公式如下： P=IP=IR=IR=IL/SL/S 其中其中 P P：由焊带、汇流带引起的功率损失；由焊带、汇流带引起的功率损失； I I：额定电流；额定电流； ：焊带、汇流带电阻率；焊带、汇流带电阻率； L L：焊带、汇流带长度；焊带、汇流带长度； S S：焊带、汇流带截面积；焊带、汇流带截面积； 优化方向：优化方向：1. 1. 减短焊带、汇流带长度；减短焊带、汇流带长度； 2. 2. 增加焊带、汇流带截面积；增加焊带、汇流带截面积； 组件结构-焊带、汇流带10材料选择-钢化玻璃钢化玻璃增透原理：镀膜玻璃增透原理分析：通过膜层上、下表面反射光线间

6、的干涉起到增透作用。分析：通过玻璃上表面特殊结构，使入射光线形成二次反射，以达到增透作用。异型玻璃增透原理透射率曲线电池响应频谱组件结构-钢化玻璃11EVA厂家福斯特406/806普利司通海优威Hi-sheetSTRSKC伊藤忠截止波长320nm/380nm360nm360nm360nm360nm360nm380nmEVA透光率F806 92%（400-700nm）F40692%（390-1105nm）材料选择-EVA不同厂家EVA的UV截止波长：EVA透射曲线及透光率，如下：无截止EVA有截止EVAEVA光透射率电池响应光谱：多晶电池相应光谱单晶电池相应光谱12材料选择-背板高反射率背板+合

7、适的电池间隙有利于组件降低组件封装损失，提高组件功率输出。背板对组件封装损失的影响，如下图：背板厂家东洋台虹依索德国冠日中来3M反射率92%82%85.65%72%85%87.2590%不同厂家背板反射率，如下表：13分析：二极管漏电流影响正常运行中组件功率输出，应选择 漏电流小的二极管。材料选择-接线盒组件电气连接图接线盒图例二极管结构图14材料选择-电池不匹配电池光伏组件电气连接示意图，如下：分析：在整块组件中，电池片均以串联形式连接，若其中某片电池同其它电池不匹配，则将影响电路内工作电流，从而降低组件功率输出。15工艺控制-焊接质量光伏组件焊接质量EL图，如下：优质焊接优质焊接脱焊脱焊虚

8、焊虚焊开焊开焊分析：脱焊在增加焊带与电池片接触电阻的同时还对电池形成一定伤害，虚焊和开焊仅增加焊带与电池片之间的接触电阻，组件内阻提高将降低其功率输出。16工艺控制-EVA交联度EVA交联度对于其透光率的影响，如下：分析：EVA交联度越高其透光率越好，这直接影响组件功率输出，从而降低组件成本。目前，我公司将EVA控制在85%左右，在满足材料性能同时，充分提高其透光率。17组件测试-设备性能太阳能模拟仪性能要求，如下：设备性能设备性能AM1.5太阳能光谱太阳能光谱分析：太阳能模拟仪最高级别为3A级，且需要经常测试标定，大气质量AM1.5为表示太阳能光谱的一个参数，模拟仪光源需同AM1.5光谱匹配

9、。18组件测试-参数设置太阳能模拟仪参数设置，如下：值值电流温度系数值值电压温度系数K值值曲线修正系数分析：值：太阳能模拟仪根据环境温度对电流测试值进行自动修正；值：太阳能模拟仪根据环境温度对电压测试值进行自动修正；K值：太阳能模拟仪将不同测点拟合成平滑的曲线；1919分隔页标题文字 Presentation TitleN型组件封装技术型组件封装技术20技术难度及先进性降低组件封装损失难点及先进性分析降低组件封装损失难点及先进性分析主要因素主要因素技术难点技术难点技术先进性技术先进性结构结构设计设计材料材料选择选择 电池片电池片布局布局电池片、串间隙最优化，及组电池片、串间隙最优化，及组件功率

10、增益最多且原材料成本件功率增益最多且原材料成本增加最少；增加最少；A A 未引入新型原材料，组件寿命可靠；未引入新型原材料，组件寿命可靠；B B 电池片、串间隙增大有利于组件散热；电池片、串间隙增大有利于组件散热；C C 可提高组件功率输出；可提高组件功率输出；EVAEVAAA 无截止无截止EVAEVA功率增益验证；功率增益验证；BB 无截止无截止EVAEVA使用模式确定；使用模式确定；AA 不增加任何成本；不增加任何成本；BB 组件功率相对增益约组件功率相对增益约0.5%0.5%；背板背板AA 背板反射率测定；背板反射率测定；BB 高反射率背板性能验证。高反射率背板性能验证。AA 不增加任何

11、成本；不增加任何成本；BB 未引入新材料，组件寿命可靠；未引入新材料，组件寿命可靠；C C 可提高组件功率输出；可提高组件功率输出；焊带、汇焊带、汇流带内阻流带内阻在保证不降低劳动生产率，不在保证不降低劳动生产率，不提高组件不合格品率前提下优提高组件不合格品率前提下优化焊带、汇流带尺寸；化焊带、汇流带尺寸；A A 未引入新型原材料，组件寿命可靠；未引入新型原材料，组件寿命可靠；B B 组件功率增益稳定，受其它因素影响小；组件功率增益稳定，受其它因素影响小；C C 可提高组件功率输出；可提高组件功率输出；钢化玻璃钢化玻璃AA 镀膜玻璃技术及厂家选择；镀膜玻璃技术及厂家选择；BB 镀膜玻璃组件生产

12、工艺优化镀膜玻璃组件生产工艺优化AA 免清洗自清洁，降低光伏系统维护成本；免清洗自清洁，降低光伏系统维护成本；BB 提高太阳斜射时组件发电效率；提高太阳斜射时组件发电效率；CC 防反光，减小光污染防反光，减小光污染；DD 降低组件封装损失降低组件封装损失1%2%1%2%；21降低组件封装损失难点及先进性分析降低组件封装损失难点及先进性分析主要因素主要因素技术难点技术难点技术先进性技术先进性材料材料选择选择接线盒接线盒难以测定其功率增益难以测定其功率增益A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 理论分析功率增益是必然的；理论分析功率增益是必然的；电池分档电池分档难以测定其功率增益难以测定其

13、功率增益A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 在提高组件功率输出的同时提高组件质量在提高组件功率输出的同时提高组件质量工艺工艺控制控制焊接质量焊接质量-AA 有利于组件内在质量；有利于组件内在质量；BB 减少组件内阻，增加发电量。减少组件内阻，增加发电量。组件组件测试测试设备性能设备性能设备设备3A3A级标定级标定A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 组件测试功率更加准确；组件测试功率更加准确；参数设置参数设置温度系数、测试时间的优化温度系数、测试时间的优化A A 不增加任何成本；不增加任何成本；B B 组件测试功率更加准确；组件测试功率更加准确；标准组件标准组件AA 不同

14、实验室标准板的比对；不同实验室标准板的比对；BB 排除校准方式不可靠标准排除校准方式不可靠标准A A 测试数据更加准确科学；测试数据更加准确科学；B B 不改变组件结构、材料，性能可到不改变组件结构、材料，性能可到2222分隔页标题文字 Presentation Title组件 相关实验23组件结构-电池片布局 以不同电池片、串间隙封装组件，进行功率对比试验，数据如下:组件型号组件型号原材料原材料电池片间隙电池片间隙+ +串间隙（单位：串间隙（单位：mmmm）功率（单位：功率（单位：W W）1676*10051、思可达超白布纹钢化玻璃2、普利司通S11有截止EVA；3、东洋背板5+5241.2

15、 1676*10055+5241.1 1650*10302.4+5239.3 1650*10302.4+5240.7 1676*10055+8241.6 1676*10055+8241.9 1650*9902.4+3239.0 1650*9902.4+3238.8 分析：1、片、串间隙越大组件功率输出越高；2、片、串间隙大到一定程度后组件功率输出呈稳定状态；3、功率最大差值约3.1W；24焊带、汇流带尺寸对组件功率输出影响实验过程及数据如下：分析：1、焊带相同、汇流带不同实际差值1.01W，理论值相差1.1W；2、汇流带相同，焊带不同实际差值1.885W，理论差值1.766W；组件结构-焊带、

16、汇流带尺寸试验过程试验过程试验数据试验数据25分析：1、6*0.35汇流带造成层压后组件碎片率的提升，因 此切换为6*0.29； 2、汇流条扩展项目已在TUV立项，10.12获得认证；日期日期组件型号组件型号7 7月月1919日日切换切换7 7月月2323日日切换切换8 8月月1414日日切换切换9 9月月8 8日日切换切换最终效益最终效益13101310* *990990多晶两栅多晶两栅3.83.8* *0.24mm0.24mm汇流汇流带改为带改为5 5* *0.29mm0.29mm汇流带汇流带, ,每块功率每块功率提高提高1 1W W。5 5* *0.29mm0.29mm汇流带改为汇流带改

17、为6 6* *0.29mm0.29mm汇流带，每汇流带，每块功率提高块功率提高0.30.3瓦。瓦。功率功率收益：收益：1 1.3W.3W/ /组件组件16501650* *990990多晶多晶RH701RH701接线盒把接线盒把5 5* *0.29mm0.29mm汇流带汇流带改为改为6 6* *0.35mm0.35mm汇汇流带，每块功率流带，每块功率提高提高0.6W0.6W。引线端焊带减短引线端焊带减短5mm5mm，每块功率提，每块功率提高高0.055W0.055W。不分接线盒统一使用不分接线盒统一使用6 6* *0.29mm0.29mm汇流带，比汇流带，比5 5* *0.29mm0.29mm

18、汇流带功率汇流带功率提高提高0.3W0.3W。功率功率收益：收益：0.355W0.355W/ /组件组件16501650* *990990单晶单晶每块组件共减短每块组件共减短焊带焊带200mm200mm，可提，可提高功率高功率0.10.12 2W W。把把5 5* *0.29mm0.29mm汇流带改汇流带改为为6 6* *0.29mm0.29mm汇流带，汇流带，每块功率提高每块功率提高0.0.4747W W。功率功率收益：收益：0.0.6 6W W/ /组件组件组件结构-焊带、汇流带尺寸现生产组件焊带、汇流带尺寸优化，数据如下：26 现有镀膜玻璃技术有刻蚀法和溶胶凝胶法两种，经分析确定选用溶胶

19、凝胶法镀膜技术，测试数据如下:玻璃厂家玻璃厂家电池效率电池效率增益相对值增益相对值亚玛顿亚玛顿15.20%15.20%1.30%1.30%16.00%16.00%1.54%1.54%16.30%16.30%1.59%1.59%16.50%16.50%1.51%1.51%16.70%16.70%1.31%1.31%16.90%16.90%1.84%1.84%思可达思可达16.00%16.00%1.32%1.32%16.30%16.30%1.34%1.34%16.50%16.50%1.95%1.95%16.70%16.70%1.93%1.93%16.9%16.9%1.80%1.80%福莱特福莱特1

20、6.00%16.00%0.53%0.53%16.30%16.30%1.83%1.83%16.50%16.50%0.50%0.50%16.70%16.70%0.87%0.87%16.90%16.90%0.77%0.77%秀强秀强16.60%16.60%1.45%1.45%南玻南玻16.60%16.60%2.18%2.18%材料选择-镀膜玻璃玻璃厂家玻璃厂家电池效率电池效率增益相对值增益相对值思可达思可达17.8%17.8%1.99%1.99%17.9%17.9%2.12%2.12%18%18%1.18%1.18%18.1%18.1%1.66%1.66%多晶组件多晶组件单晶组件单晶组件分析：分析：

21、1、受多种因素影响组件功率增益不呈线性变化，但电池效率越高其功率增益越大；2、单晶功率增益高于多晶功率增益，但受测试设备及其它因素不太稳定；3、多晶镀膜玻璃组件功率增益1%2%之间，单晶镀膜玻璃组件功率增益1.5%2.2%之间。4、TUV P型多晶项目-福莱特单面镀膜玻璃（2009.10获得）。 TUVP型单晶项目-思可达双绒面镀膜玻璃（2011.1获得）。27组件序列号组件序列号曝晒前曝晒前曝晒后曝晒后功率衰减功率衰减备注备注102903024596 236234.0630.82%福莱特镀膜玻璃102903024602 231.437230.9660.20%福莱特非镀膜玻璃102903024

22、156232.915230.7060.95%亚玛顿镀膜玻璃102903024164229.095228.3080.34%思可达非镀膜玻璃102903024626 228.448228.3520.04%思可达镀膜玻璃（有碎片）材料选择-镀膜玻璃镀膜玻璃曝晒试验，数据如下：分析：1、经过曝晒，非镀膜玻璃组件光衰减在0.5%以下，镀膜玻璃组件光衰减在0.5%1%之间；2、相同时间内曝晒，接受紫外辐射量镀膜玻璃组件高于非镀膜玻璃组件，因此其光衰减较高；28材料选择-镀膜玻璃思可达双绒面镀膜思可达超白布纹（非镀膜）亚马顿布纹单面镀膜福莱特双绒面镀膜福莱特超白布纹（非镀膜）镀膜玻璃组件湿热试验测试结果，如

23、下：分析：1、非镀膜玻璃组件，老化后功率衰减1%以下，镀膜玻璃组件老化后功率衰减1%1.8%，均满足标准要求；29 无截止EVA应用模式：无截止EVA增加太阳光紫外部分透射率，对背板及其它材料可能存有一定伤害，因此确定其应用模式为：无截止EVA+电池+有截止EVA； 试验数据如下：厂家厂家电池效率电池效率有截止有截止无截止无截止功率增益功率增益福斯特17.0%240.7241.60.36%16.9%238.3240.20.79%16.8%238.0239.00.41%16.7%236.5238.10.67%16.5%235.3235.90.29%材料选择-EVA单晶组件单晶组件厂家厂家电池效率

24、电池效率有截止有截止无截止无截止功率增益功率增益福斯特17.9%6.24%5.39%0.85%18.1%6.18%5.50%0.68%普利司通17.9%5.81%4.78%1.03%18.1%5.82%4.92%0.90%多晶组件多晶组件分析：1、无截止EVA多晶组件功率相对增益值0.53%，单晶组件功率相对增益值0.87%；2、与多晶电池相比单晶电池在紫外光部分发电更为明显；30材料选择-EVA组件型号组件型号序列号序列号原材料原材料功率功率 提升功率提升功率1676*1005102682010001 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋241.2 0.95W1676*1005102

25、682010002 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋241.1 1676*1005102685010002 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋241.8 1676*1005102685010001 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋242.5 1650*1030102683010001 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋239.3 1.1W1650*1030102683010002 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋240.7 1650*1030102686010001 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋241.2 1650*103010

26、2686010002 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋241.0 1650*990102684010001 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋239.0 1.35W1650*990102684010002 思可达玻璃+S11有截止+S11有截止+东洋238.8 1650*990102687010001 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋240.3 1650*990102687010002 思可达玻璃+S11有截止+S11白色+东洋240.2 白色EVA封装组件功率对比，数据如下：分析：白色EVA较透明EVA功率平均增益约1.13W，白色EVA的反射率高于背板反射率；

27、31材料选择-EVA无截止EVA UV老化测试数据如下：序列号序列号Voc VVoc VIsc AIsc APmp WPmp WVmp VVmp VImp AImp AF.F. %F.F. %备注备注10310201919129.8428.308183.06223.5207.78373.837UV前10310201919129.8018.326182.56023.5267.76073.575UV后10310201919229.8898.368183.98023.5347.81873.559UV前10310201919229.7848.302182.01423.4857.75073.613UV后

28、无截止EVA UV老化测试后照片如下：分析：无截止EVA+电池+有截止EVA模式满足UV测试要求，但背板条由于EVA条位移容易外露，因此，将EVA条尺寸增大，并在 工艺上进行控制；32材料选择-背板背板厂家背板厂家背板反射率背板反射率组件数量组件数量平均功率平均功率 差值差值台虹背板82%60块254.809W1.536W1.536W东洋背板92%57块256.345W不同厂家背板封装组件功率损失试验，数据如下：分析：东洋背板较台虹背板反射率高10%，其平均功率增益约1.536W，相对增益值约0.6%；33材料选择-电池电池产线电池产线电池效率电池效率分档标准分档标准组件数量组件数量平均功率平

29、均功率 功率偏差功率偏差8线16.7%16.8%电流分担26块237.386W0.079W效率分档26块237.465W15线电流分档25块236.942W0.002W效率分档25块236.944W验证不同分档形式电池生产的组件功率输出试验，数据如下：分析：不同分档形式电池封装组件，功率输出差异不大。34 经验证Halm模拟仪光谱匹配性差，后经同Halm模拟仪厂家沟通，将一层滤光片调整为两层滤光片，保证Halm模拟仪Class A级光谱匹配性要求，确保测试数据的准确性，数据如下：组件测试-设备性能 分析：光谱匹配是太阳能模拟仪测试准确的基石，因此对其的标 定具有重大。 N型电池光谱响应特殊-响

30、应时间长。但原Halm硬件设备不能满足该，通过和厂家沟通，对halm电源充电设备进行了更换。35 找到适合N型组件最合适的测试时间，于是将原来测试时间15ms增大到30ms，使得组件封装损失降低了0.4%-0.8%。Duraing timeDuraing time- -msmspointspointsLinear rateLinear rateP Pmpp-W WP Pforward-W WP Pbackwardbackward- -W W10102562560.30.3249.3249.3245.7245.7253.9253.915152562560.30.3249.5249.5247.02

31、47.0252.5252.520202562560.30.3249.4249.4247.3247.3251.6251.625252562560.30.3249.3249.3247.8247.8251.0251.030302562560.30.3249.4249.4248.1248.1250.7250.735352562560.30.3249.2249.2248.0248.0250.4250.438382562560.30.3249.2249.2248.1248.1250.3250.3组件测试-参数设置分析：随测试时间的延长，组件输出功率不断提高，但30ms38ms时组件输出功率不再提升，则30ms为一理想的测试点，既保证测试数据的准确性又满足生产节拍要求。36对太阳能模拟仪温度系数进行优化，参数设置如下：组件测试-参数设置分析：根据标准标定实验室提供的参数，初步设定我公司太阳能模拟仪测试参数，并进行了测试