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文档简介
太阳能电池简介引言
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源,不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中;大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。为此,人们研制和开发了太阳能电池。
目录太阳能电池分类电池片的生产过程太阳能电池的发电原理太阳能发电系统太阳能电池组件光伏组件中电池的连结方式光伏组件的结构光伏组件工艺简述光伏组件用途
“硅”是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维,20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。1、提纯2、拉棒3、切片4、制电池
5、封装生产过程太阳能电池组件生产过程:太阳能电池分类
DifferentCellTypes单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是当前开发最快的一种太阳电池,它的结构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以最纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的太阳电池的单体片制成后,经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳电池组件(太阳电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。多晶硅太阳电池目前太阳电池使用的多晶硅材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用费次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇注而成,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片,可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其光电转换效率约12%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但其材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,电耗更低。化合物太阳电池多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。聚光太阳电池聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器而使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内,形成“焦斑”或“焦带”上,以增强光强,克服太阳辐射能流密度低的缺陷,从而获得更多的电能输出。太阳能电池分类
DifferentCellTypes太阳能电池制造工艺
Methodstomakesilicon:ChemicalVaporDeposition(CVD)PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition(PECVD)VeryHighFrequencyPlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition(VHF-PECVD)Theprocessingofasolarcellfromsilicon:Ineachstep,theleftimage:process;thecenter:thesurfaceafterthestep;theright:anenlargedcrosssection.DamageetchTexturingP-doping1.2.3.4.太阳能电池制造工艺5.6.7.8.9.10.EmitterDiffusionEdgeIsolationAntiReflectionCoatingContactFormationSinteringandFiringReadyforDelivery!太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
太阳能电池的发电原理硅、磷、硼原子的
结构图SiPB太阳能电池发电的原理主要是半导体的光伏效应。一般的半导体主要结构如下:图中,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。当硅晶体中掺入硼时,硅晶体中就会存在着一个空穴:图中,硼原子周围只有3个电子,所以就会产生如图所示的空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,形成P型半导体。同样,掺入磷原子以后,因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成N型半导体。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收,PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,从而形成从N型区到P型区的电流,然后在PN结中形成电势差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光能转换成电能。N型半导体中含有较多的空穴,而P型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是PN结。电池片电性能伏安曲线测试条件:
温度:25℃大气质量:1.5光照强度:1000W/m2该测试条件也称为太阳能电池的标准测试条件。Propertiesinphysics单片电池伏安曲线备注:1sun=1000w/m2
Properties/Features用于表述太阳能电池电性能的最主要的5个参数是:
Pmax------最大功率
Imp------最佳工作点电流
Vmp------最佳工作点电压
Isc------短路电流
Voc------开路电压太阳能发电系统
SolarGeneratorSystem太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板: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。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作;(二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;(三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,在需要的时候再释放出来;(四)逆变器:太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能想220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。太阳能电池组件
Solarmodule定义:按照应用需求,太阳能电池经过一定的组合,达到一定的额定输出功率和输出电压的一组光伏电池,叫光伏组件.光伏组件中
电池的连结方式我们常常把电池片通过并联或者串联结合的方式组成电池组件,来满足我们对电压、电流和功率的需要。串联方式:把电池片通过串联的方式而结合在一起的方式,目的是为了达到我们对高电压的需要。并联方式:为了满足我们对更高电流的需要,我们需要把电池片通过并联的方式结合起来。串联结构并联结构目前我们公司电池组件内电池片的连接都采用的是串联方式。例如:36片串联组件结构如下所示光伏组件中
电池的连结方式光伏组件工艺简述下料选片玻璃清洗串焊排版、中检层压、修边焊接连接端子电性能测试边框注胶装边框装接线盒高压测试组件清洗包装1.玻璃清洗工序目的:清除玻璃表面的异物和油脂,使得玻璃满足我们的工艺要求。设备:OR水处理机,玻璃清洗机PPE:洁净棉线手套工艺简述:钢化玻璃送入玻璃清洗机中,经过刷洗、冲洗、清洗和风干四步,除掉玻璃表面的异物、油脂和其他离子等。光伏组件工艺简述2.电池片分选工序目的:按照质量和工艺相关要求,对电池片的外观和功率进行分选。设备:功率分选仪PPE:洁净棉线手套工艺简述:功率分选是通过给电池片一个短暂的闪光,测试它的最大功率,对电池片进行归档。主要通过眼睛的观察,人工分选电池片外观。光伏组件工艺简述3.串焊工序目的:把电池片通过串联的方式连接成电池串。设备:串焊机、电烙铁PPE:棉线手套工艺简述:分选好的电池片送入串焊机中,经定位、涂抹助焊剂、预热台预热、焊接,冷却后成为电池串。光伏组件工艺简述4.下料工序目的:按照产成品组件功率的不同,裁减符合尺寸要求的EVA和PET。设备:裁料仪PPE:洁净棉线手套,防割手套工艺简述:按照工艺部对不同功率的组件中原材料尺寸的要求,裁剪适合尺寸的EVA和PET。光伏组件工艺简述5.排版和中检1工序目的:按照组件结构的要求,铺设原材料。工具:剪刀,焊烙铁,直尺。PPE:棉线手套工艺简述:按照工艺与质量相关要求,把钢化玻璃、电池串、EVA和PET按顺序排放好。排版结束后,在中检台对其进行电压测试和异物检查。(如下图所示)光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述光伏玻璃EVA电池串EVATPT光伏组件内部结构示意:6.层压工序目的:是按照一定顺序排好版的组件中各个成分紧密的结合在一起。设备:层压机PPE:隔热手套工艺简述:通过特定时间和特定温度的控制,使得组件中的EVA在高温下融化,降温后和钢化玻璃和PET紧密地结合在一起。光伏组件工艺简述7.修边工序目的:用刀具修剪掉层压后组件周边多余的EVA和PET。PPE:防割手套工具:修边刀工艺简述:按照质量的要求,沿着玻璃边沿滑动刀具,把多余的材料划掉。光伏组件工艺简述8.中检工序:目的:检查层压后组件内部是否存在异物以及裂片等。PPE:棉线手套工艺简述:通过组件背面的照明系统,正面目光检测组件是否存在质量文件中所不允许的问题。光伏组件工艺简述9.接线柱工序目的:在组件背面引出电流的输出端。工具:电烙铁工艺简述:在组件背板上开孔后,把接线盒中的接线柱焊接在组件的正负极上,用于收集组件中所产生的电流。光伏组件工艺简述10.电性能测试工序目的:观察组件的电性能情况,确定组件的功率。设备:电性能测试仪PPE:棉线手套工艺简述:用模拟太阳光照射在组件表面,使它产生电流,收集后确定该组件电性能是否正常,以及组件的最大功率值是多少。光伏组件工艺简述11.边框注胶目的:给用于保护组件的铝合金边框槽内注入硅胶。设备:注胶机PPE:防滑手套工艺简述:按照相关质量要求在铝合金边框槽内,适量的、均匀地注入硅胶。这种硅胶是用于固定组件与边框能紧密的结合。光伏组件工艺简述12.装边框目的:把组件和铝合金边框按照要求结合起来。设备:装框机PPE:防滑手套工艺简述:把组件的四边插入已经注入硅胶的铝合金边框槽中,紧密结合后,用螺钉给与固定。光伏组件工艺简述13.装接线盒工序目的:把接线盒通过一定的工艺装到组件的背面上。PPE:防滑手套工艺简述:给接线盒上打上硅胶,按照质量文件的要求把接线盒粘贴在组件的背面。光伏组件工艺简述14.绝缘测试目的:检测铝合金边框的漏电流是否满足要求。设备:绝缘手套、防滑手套工艺简述:通过给组件加2640V的直流高压,动态测试时间3秒,静态保持1秒,检测组件漏电流是否在0.05~0.07mA之间。。
光伏组件工艺简述15.包装工序目的:根据客户的需求,按照工艺和质量,对包装组件。PPE:防滑手套工艺简述:把组件装入合格的纸箱内,然后打包装带,完成组件的最后一道工序。光伏组件工艺简述光伏组件工艺简述16.焊带裁剪目的:剪切焊带和汇流带设备:自动切割机PPE:防割手套工艺简述:根据排版图纸中对于焊带和汇流带尺寸的要求,将整卷带材剪切成小段。光伏组件工艺简述17.激光划片目的:切割电池片到规定的尺寸。设备:激光切割机PPE:棕色防护境、防护手套工艺简述:根据工艺规定对存在瑕疵的电池片进行切割成可利用的小规格电池片。ApplicationsTelecommunicationsinstallationsRoadsidesignsandlighteningCallBoxesSolar-poweredvehiclesSolarwaterheatingsystemSpaceflightWhereverelectricityisneeded,thesolarcellcanbeused.ShenzhouVIspacecapsule
太阳电池工作原理及制造
无锡尚德太阳能电力有限公司
(SUNTECHPOWERCO.LTD.)气候变暖、南极空洞、生态失衡、环境恶化……过度排放的废水、废气、废渣让我们的地球不堪重负。全球变暖是一个毋庸置疑的事实,而且正在加速变暖。研究发现,全球平均温度已升高0.3~0.6摄氏度,其中11个最暖的年份发生在80年代中期以后。全球变暖已经带来冰川消退、海平面上升、荒漠化等等非常严重的后果,还给生态和农业带来严重影响。漫画:明天我们去哪里?
产品介绍太阳电池结构正电极铝背场负电极主栅线负电极子栅线航天技术远距离工业应用边远地区居民太阳能电池并网发电系统目录引言太阳能辐射太阳电池的设计和制造太阳电池结构和工作过程太阳电池的电性能一、引言太阳电池——将太阳光能直接转换为电能的半导体器件●种类●硅太阳电池1)
Si太阳电池1)单晶硅片2)
GaAs太阳电池(砷化镓)2)多晶硅片3)
染料敏化电池3)非晶硅薄膜4)
Cu2S电池4)多晶硅薄膜二、太阳能辐射1、太阳辐射能的来源—电磁辐射
大气层对太阳辐射的影响
大气质量—太阳光线通过大气层的路程对到达地球表面的太阳辐射的影响
AM0—地球大气层外的太阳辐射
AM1—穿过1个大气层的太阳辐射(太阳入射角为0)
AM1.5—太阳入射角为48°的太阳辐射
Junction
太阳电池的工作过程
—光生伏特效应Scell-吸收光子,产生电子空穴对-电子空穴对被内建电场分离,在PN结两端产生电势-将PN结用导线连接,形成电流-在太阳电池两端连接负载,实现了将光能向电能的转换串联电阻(Rs)●硅材料体电阻
●金属电极电阻●金属与硅的接触电阻并联电阻(Rsh)边缘漏电体内杂质和微观缺陷PN结局部短路
温度对太阳电池的影响电流温度系数:0.1%电压温度系数:-0.4%(-2.3mV/℃)曲线1—25℃曲线2—35℃21光强对太阳电池的影响
12曲线1—1个太阳曲线2—0.5个太阳太阳电池电性能参数Isc,Uoc,Eff,FF,Rs,Rsh,Isc:电池面积、光强、温度Voc:光强、温度FF:串联电阻、并联电阻电性能测试
光强:1000W/m2光谱分布:AM1.5电池温度:25℃太阳电池的设计光生载流子的收集几率结深电极设计(使电阻损耗最小)减反射膜的厚度和折射率太阳电池的光谱响应ABSDEPTH
—被收集的载流子数与入射光子数之比太阳电池性能和质量分析●短路电流—减反射膜、基区扩散长度、结的质量、损伤层●开路电压—边缘腐蚀不够、PN结不良●填充因子—方块电阻、欧姆接触硅片的制造过程Scrnprt
硅片尺寸103×103(S)单晶125×125(S)单晶125×125(M)多晶150×150(M)多晶156×156(S)单晶156×156(M)多晶在整个晶体内,原子都是周期性的规则排列,称之为单晶。由许多取向不同的单晶颗粒杂乱地排列在一起的固体称为多晶。电池片生产流程装片-制绒-化学清洗-扩散-刻蚀-去磷硅玻璃-PECVD-丝网印刷-烧结-分类检测-包装单晶电池片生产过程制绒清洗甩干扩散刻蚀和去磷硅玻璃PECVD丝网印刷背电极丝网印刷背电场丝网印刷正面电极分类检测包装原始硅片多晶电池片生产过程原始硅片制绒清洗和甩干扩散刻蚀和去磷硅玻璃PECVD丝网印刷背电极丝网印刷正电极分类检测包装丝网印刷背电场清洗间制绒甩干观察绒面检验硅片尺寸测厚度称重清洗装片装片1、检验职责:懂得各确认硅片包装是否破损、确认在制品数量、确认硅片内包装是否破损
及包装盒数、确认包装标签信息与配料单信息是否一致、硅片外观检测。
2、装片要点:带一次性手套、承载盒下面垫海绵条、将硅片捻成扇形插片、区分不良品、
放置不良品、纪录表单
能发现生产过程中的各种问题,并及时向上级汇报,争取在第一时间内解决问题。与组员团结协作,空闲时帮助其他组员完成工作,共创有意义的工作环境。制绒岗位须知与步骤制绒须知:了解清洗间使用的各种原辅料的特性(包括:硅片、HF酸、HCL酸、铬酸、酒精、硅酸钠),做到能正确辨别、正确使用。懂得各种溶液的配备及生产过程中的正确防护。保证送入扩散间的硅片与相应的流程卡一一对应,而且数据准确。懂得各《操作记录》及《工序流程卡》的正确填写,确保生产过程中的统计准确。制绒步骤:佩带防护眼镜、口罩、手套-花篮准备-将硅片防入花篮-机器上料-开始制绒-制绒20分钟-开启制绒槽盖-抽检一片-目视制绒效果(有无白斑)-将硅片放入槽中关闭槽盖-放入水槽-抽检一片-氮气枪吹干-电子显微镜观察绒面-将硅片放入水槽-开启制绒槽-化学品加液-关闭制绒槽盖-制绒完毕-填写表单单晶制绒:用碱腐蚀多晶制绒:用酸腐蚀制绒作用:减少反射,增强对太阳光的吸收。单晶制绒的原理:硅的各向异性腐蚀,在不同的晶向上的腐蚀速度不一致,在100面上的腐蚀速率与111面上的腐蚀速率R111的比值R100:R111在一定的弱碱溶液中可以达到500
反应方程式:2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2↑太阳电池制造过程-化学清洗HCL去除硅片表面的金属离子HF去除硅片表面的氧化物P型半导体硅单晶的各种形貌单晶原始形貌(500倍)单晶绒面(500倍)单晶绒面(SEM)多晶绒面(SEM)扩散间取片拿石英舟上桨装片进炉设置参数测片取片流入下道工序传递箱
太阳电池制造过程-扩散在P型半导体表面掺杂五价磷元素在硅片表面形成PN结外层:磷硅玻璃中间:N型半导体硅P型半导体硅P型硅N型硅磷硅玻璃(PSG)PN结——太阳电池的心脏扩散的目的:形成PN结扩散装置示意图四探针测量方块电阻电位差计单晶硅1234扩散原理化学方程式:懂得石英管、SIC桨及其它石英器件的拆卸、清洗和安装。懂得石英管清洗机的使用及相应清洗液的配备。懂得在手动及自动状态下对扩散舟及扩散管进行TCA和饱和。懂得装片、卸片的正确方法,并确保扩散舟及钝化舟的正确使用。懂得四探针测试仪的正确使用及方块电阻的正确测量。懂得生产过程中方块电阻的正确控制,确保方块电阻处于要求范围。
扩散操作重点扩散原理及检测刻蚀间夹片取片去PSG刻蚀上料整理插片取片甩干检测运行太阳电池制造过程-等离子体刻蚀刻蚀目的:去除边缘PN结,防止上下短路等离子体刻蚀原理:等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应,使反应气体激活成活性粒子,如原子或游离基,这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位,在那里与被刻蚀材料进行反应,形成挥发性反应物而被去除。这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。刻蚀方法:1:干法刻蚀2:湿法刻蚀P型半导体硅P型硅N型硅磷硅玻璃(PSG)等离子体刻蚀检验检验操作及判断:确认万用表工作正常,量程置于200mV。冷探针连接电压表的正电极,热探针与电压表的负极相连。如果经过检验,任何一个边沿没有刻蚀合格,则这一批硅片需要重新装片,进行刻蚀。检验方法:冷热探针法刻蚀机原理化学方程式去PSG原理化学方程式O2是作用:加快CF4与硅片边缘PN结的反应速率等离子体刻蚀反应太阳电池制造过程-去磷硅玻璃用HF酸把表面的磷硅玻璃去除P型半导体硅P型硅N型硅磷硅玻璃什么是磷硅玻璃?在扩散过程中发生如下反应:POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面,
P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子。这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。氢氟酸是无色透明的液体,具有较弱的酸性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它能够溶解二氧化硅,因此不能装在玻璃瓶中。在半导体生产的清洗和腐蚀工艺中,主要就利用氢氟酸的这一特性来除去硅片表面的二氧化硅层。PECVD插片放入洁净柜检查推入上料区取料卸片运行程序送入下道工序填写表单太阳电池制造过程-PECVD在硅片表面镀上一层深蓝色的氮化硅膜可以充分吸收太阳光,降低反射在硅片表面有氢钝化的作用氮化硅膜P型半导体硅P型硅N型硅PECVD沉积SiN利用硅烷(SiH4)与氨气(NH3)在等离子体中反应。SiH4+NH3SiNH+3H22SiH4+N22SiNH+3H2太阳电池制造过程-PECVDPECVD:PlasmaEnhanceChemicalVapourDeposition
等离子增强化学气相沉积
在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜-SiN膜。其还具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力;它的化学稳定性也很好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外,其它酸与它基本不起作用。除SiN膜外,TiO2,SiO2也可作为减反膜丝网印刷上料检查承载盒上料PECVD镀膜后的硅片网版印刷背电极印刷背电场印刷正面栅线印刷太阳电池制造过程-丝网印刷丝网印刷的原理
通过刮条挤压丝网弹性变形后将浆料漏印在需印刷的材料上的一种方式,这是目前普遍采用的一种电池工艺.丝网印刷的流程
上料—丝印第一道—烘箱1—丝印第二道—烘箱2—丝印第三道—烧结炉烘箱的作用
先烘干硅片上的浆料,去处浆料中的有机成分。烧结炉的结构
烘干区—烧结区—回温区(冷却区)烧结炉的作用
先烘干硅片上的浆料,去处浆料中的有机成分,通过高温使硅金属与浆料形成欧姆接触.
所谓欧姆接触:半导体材料与金属接触时没有形成整流接触,欧姆接触具有线形和对称的V—I特性,且接触时的电阻远小于材料电阻的一种接触,因此当电流通过时,良好的欧姆接触不会产生显著的压降和功耗。丝网印刷原材料的特性
硅片的厂家、型号、批次、厚度、尺寸、少子寿命、对角线丝网印刷的辅助材料
刮条、浆料、胶带、封网浆、酒精、松油醇丝网印刷表单的填写
工序流程卡、电池生产记录、首检记录、浆料领用/使用记录、刮条更换记录、网板更换记录、网板使用寿命跟踪记录、台面称重记录、碎片称重记录、设备维护申请单…太阳电池制造过程-背电极印刷在太阳电池背面丝网印刷印上引出电极使用的浆料是银浆作用:易于焊接背电极太阳电池制造过程-背电场印刷通过烧结穿透背面PN结,和P型硅形成良好的欧姆接触。使用的浆料是铝浆作用:收集载流子背电场太阳电池制造过程-正面电极印刷正面电极有主栅线和副栅线组成在太阳电池正面丝网印刷银浆,形成负电极作用:收集电流主栅线副栅线副栅线主栅线分类检测吸片包装入库贴标识分类测试台检测数据打印标签QC检验上料检查分类检测1.测试系统构成本系统由闪光灯、太阳能脉冲仿真器、可编程负载模拟装置、温度检测装置、光强测量电池、测试架和分检系统。示意图如下(不包括分检系统)。2.工作原理:本系统通过模拟AM(AirMass)1.51000W/m2太阳光脉冲照射PV电池表面产生光电流,光电流流过可编程模拟负载,在负载两端产生电压,负载装置将采样到的电流、电压传送给SCLoad计算,得到IV曲线及其它指标,并根据实际光强和温度对它们进行修正。SCLoad根据测试结果,按照给定的分类规则分类,将分类结果传送给分检系统,分检系统将已分类的电池放到相应的电池盒里。3、岗位流程:丝印下料吸片QC检验上料行走臂测试台分类下料打印标签包装入库4、太阳电池的电性能参数:
Isc(短路电流)
Voc(开路电压)
Ipm(最大电流)
Vpm(最大电压)
Pmax(最大功率)Rs(串联电阻)Rsh(并联电阻)FF(填充因子)EFF(转换效率)
看机器注意点及保养1检查测试仪探针是否有弯曲和折断,如有,则更换。
2清理行行走臂中所有碎片。
3当发现电池片走弯时应立即停止纠正。4适当润滑下料缓冲盒升降电机传动螺杆。
5适当润滑三只机械手X、Y轴滑轨。注意,不要污染磁尺。总结1、太阳电池—将光能直接转换为电能的半导体器件2、工作过程—载流子的产生、漂移和经内建电场的分离3、电性能参数—短路电流、开路电压、填充因子、转换效率、串联电阻、并联电阻太阳能光伏发电及建筑应用技术目录当前能源形势太阳能光伏发电光伏产品与建筑的结合国内外并网光伏政策国内外光伏建筑一体化工程展示光伏建筑一体化设计规范光伏系统设计领导关怀结语一当前能源形势人类利用能源的种类常规能源
煤石油天然气等可再生能源水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等从十六世纪至今世界人口:5亿60亿增加了12倍能源消耗:1亿吨标准煤/年150亿吨标准煤/年增加了150倍现今我们消耗的能源75%来自矿物燃料(煤,石油和天然气),其余的来自水能,核能及可再生能源(5%)。据估计到2020年能源消耗将达到195亿吨标准煤/年。石油将在43年内耗尽,天然气为66年,煤169年。为此,我们应当认真计划如何确保能源以可持续的方式供应。人类能源结构的变革DataResource:赵玉文<我国太阳能光伏产业及市场的发展趋势及思考>2004年欧洲JRC预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势年份201020202030204020502100比例1:92:83:74:65:58:2悄然走来的化石燃料峰值ASPO对世界油气开采峰值的最新预测化石燃料的生产峰值在2030年附近到来,因此加紧开发以太阳能为代表的可再生能源非常必要。石油天然气峰值-2015-2030年间4我国各种能源储采比与世界比较
原来我们拥有如此美妙的太阳太阳结构东方红太阳升,太阳是地球生存和发展的源泉太阳结构太阳是一个巨大且炽热的气体球,它的直径约为1.4×106km,是地球直径的倍,它一刻不停地向地球发射出它美丽的光芒………太阳结构1.核反应区:
高温(1500万K)、高压下的热核反应2.吸收层:能量传递(70万K)3.对流层:能量传递(6000K)4.太阳大气
(A)光球层:6000K,肉眼看到的发光体,黑子、光斑;
(B)色球层:数万K,红色的太阳大气圈,日珥、耀斑;
(C)日冕层:100万K,稀薄的大气,离子流太阳结构图太阳辐射太阳能光谱分布(a)大气层以外;(b)在海平面;(c)在5900K时的黑体辐射太阳辐射能
太阳辐射来源于在高温高压下进行的热核聚变反应,通过热核反应,太阳一刻不停的向四周空间放射出巨大的能量。太阳的能源主要来自两种热核反应,分别是:碳-氦循环和质子-质子循环。总能量巨大:Pw=1373W/(空间),1090W/(地球水平面,赤道,中午)色彩丰富:寿命无限:=年地球默默地绕日运动光电:
光伏发电,光热发电,热离子发电,光温差发电光热:高温,中温,低温光生物:光合作用光动力:风能,水能光化学:光合成,光分解光—光:照明,激光太阳能利用分类中国丰富的太阳能资源中国丰富的太阳能资源按4类地区划分,我国不同地区的太阳能年辐射总量(MJ/m2)分别为:一类:大于6700MJ/m2二类:5400—6700MJ/m2三类:4200—5400MJ/m2四类:小于4200MJ/m2,四川、贵州前三类地区占国土面积的76%.低值中心:3340MJ/m2,四川西南、贵州北部最高值:9200MJ/m2,西藏南部南京发展太阳能的有利条件
南京地理纬度31.2度,地势平坦,大气的能见度较高,年平均气温15.7℃,有较丰富的太阳能资源,每平方米水平面上可获得的年平均太阳辐射能为4657兆焦/(平方米•年)。南京的太阳辐射能与上海、合肥、杭州、南昌等周边省会城市相近,比伦敦、柏林好得多,与日本东京、京都、大阪类似。编号国家城市峰值日照时数1西班牙马德里4.2722美国纽约3.9123加拿大多伦多3.6724中国南京3.645美国波士顿3.5046日本东京3.3367瑞士日内瓦3.3368加拿大温哥华3.1449英国伦敦2.54410法国波恩2.92811比利时布鲁塞尔2.784南京与部分国际大都市日照资源的比较编号城市年平均峰值日照时数(小时)1南京3.642上海3.543合肥3.484赣州3.425慈溪3.316福州3.307南昌3.298杭州3.14南京与周边省会城市日照资源的比较
二太阳能光伏发电内容概要2.1.太阳能光伏发展历程2.2.全球光伏发展2.3.中国光伏发展2.4.太阳能光伏发电系统2.5.光伏电池及组件分类2.6.光伏组件设计2.7.设计依据2.8.光伏组件工艺流程设计2.9.光伏组件质量检验及评价2.1太阳能光伏发展历程1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)发现“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。1876年,亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。1883年,制成第一个“硒光电池”用作敏感器件。1930年,肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”实现由太阳光变成电能。1931年,布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液,在阳光下带动了一个电动机。1932年,奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。1941年,奥尔在硅上发现光伏效应。1954年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶硅太阳电池,效率为6%。同年,韦克尔首次发现砷化镓有光伏效应,同年,在玻璃上沿积硫化镉薄膜,制成了第一块薄膜太阳电池。1955年,吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。1955年,第一个光电航标灯问世。1955年,美国RCA研究砷化镓太阳电池。1957年,硅太阳电池效率达8%。1958年,太阳电池首次在空间应用,装备美国先锋1号卫星。1959年,第一个多晶硅太阳电池问世,效率达5%。1960年,硅太阳电池首次实现并网运行。1962年,砷化镓太阳电池光电转换效率高达13%。1969年,薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。1972年,罗非斯基研制出紫光电池,效率达16%。1972年,美国宇航公司背场电池问世。1973年,砷化镓太阳电池效率达15%。1974年,COMSAT研究所提出无反射绒面电池,硅太阳电池效率18%。1975年,非晶硅太阳电池问世。同年,带硅电池效率6~10%。1976年,多晶硅太阳电池效率10%。1978年,美国建成100KW太阳能地面光伏电站。1980年,单晶硅太阳电池效率20%,砷化镓电池22.5%,多晶硅电池14.5%,硫化镉电池9.15%。1983年,美国建成1KW光伏电站,冶金硅(外延)电池效率11.8%。1986年,美国建成6.5KW光伏电站。1990年,德国提出“2000个光伏屋顶计划”,每个家庭的屋顶装3~5KW光伏电池。1995年,高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。1997年,美国提出了“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”,在2010年以前为100万户居民每户安装3~5KW光伏电池。由太阳能光伏屋顶向电网供电、电表反转;无太阳时电网向家庭供电,电表正转。家庭只需交“净电费”。1997年,日本“新阳光计划”提出到2010年日本将生产43亿瓦光伏电池。单晶硅光伏电池效率达24.7%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划,计划到2020年完成。多晶硅光伏电池总产量第一次超过单晶硅太阳电池而成为世界光伏电池之王。1999年,日本太阳电池总产量第一次超过美国而居世界之首,其中85%用于太阳能光伏建筑集成。2000年,世界光伏产量达287MW,欧洲联盟计划到2010年生产60亿瓦光伏电池。日本三洋公司研制非晶硅/单晶硅/非晶硅双异质结HIT太阳电池效率超过21%。2002年,HIT电池21%,back-connectedsolarcell20%2003年,back-connectedsolarcell21.5%,在250倍聚光条件下效率达到27%.GaAs电池在聚光条件下达到36.9%。在1SUN条件下达到30.2%。世界太阳电池总产量达760MW。第一块光伏电池:1954年美国贝尔实验室第一块硅太阳电池效率6%。第一块空间电池:1957年美国先锋2号人造卫星第一个地面光伏电站:1970美国麻省理工学院MIT第一个光伏计划:1974年美国能源部:“太阳能光伏电池十年发展规划”第一个太阳能屋顶计划:1990年德国
“2000个光伏屋顶计划”光伏电池发展历史国际光伏研发成长曲线HistoricalRoleYear世界各类太阳电池实验室最高效率电池种类转换效率(%)研制单位备注单晶硅太阳电池25澳大利亚新南威尔士大学4cm2背接触聚光单晶硅电池26.8±0.8美国SunPower公司96倍聚光GaAs多结电池40.7±1.7Spectrolab聚光电池多晶硅太阳电池20.3±0.5德国弗朗霍夫研究所1.002cm2InGaP/GaAs30.28±1.2日本能源公司4cm2非晶硅太阳电池14.5(初始)±0.7美国USSC公司0.27cm212.8(稳定)±0.7CIGS19.5±0.6美国国家可再生能源实验室0.41cm2CdTe16.5±0.5美国国家可再生能源实验室1.032cm2多晶硅薄膜电池16.6±0.4德国斯图加特大学4.017cm2纳米硅太阳电池10.1±0.2日本钟渊公司2微米厚膜染料敏化电池11.0±0.5EPFL0.25cm2HIT22.3日本三洋公司
2.2.全球光伏发展日本光伏发电目标DataResource:《日本光伏发展及规划》田端祥久日欧美的削减成本计划比较欧盟目标与日本DataResource:<日本光伏发展及规划>田端祥久欧盟目标与日本欧盟目标与日本商业化晶硅电池所使用硅片的厚度持续降低降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶硅太阳电池成本的有效技术措施,是光伏技术进步的重要方面。30多年来,太阳电池硅片厚度从70年的450~500μm降低到目前的180~200μm,降低了一半以上,硅材料用量的大幅度降低对太阳电池成本降低起到了重要作用,是技术进步促进成本降低的重要范例之一。下图为近年来光伏电池所消耗的硅原料的下降趋势(t/GW)光伏发电的成本分析
晶体硅光伏组件最优制造成本
晶体硅光伏组件平均制造成本
DataSource:PhotonInternationalJanuary2008全球光伏组件价格预测2005200620072008200920102011光伏电池年产量(GW)1.72.64.06.110.215.120.5年增幅44%58%53%54%66%48%36%组件平均出厂价($/W)3.54.13.93.63.53.33.2组件平均销售价($/W)3.74.34.13.83.73.53.3组件价格年增幅14%16%-5%-7%-4%-4%-6%光伏系统装机平均价格($/W)7.17.87.57.06.66.25.9系统装机价格年增幅-2%9%-3%-8%-6%-5%-6%全球光伏产业总产值(十亿$)122030436794121DataResource:PhotonInternationalJanuary2008光伏组件零售价格曲线图
PHOTOVOLTAICMODULERETAILPRICES
(DEC2001-MAR2009)2010年太阳能光伏发电成本下降趋势DataResource:BasedonPhotoninternational国家和地区上网电价,欧元/kWh实施时间德国0.55(平均)20比利时0.4520希腊0.4920意大利0.4520葡萄牙0.4415西班牙0.4225华盛顿州(美国)0.43(美元)10加利福尼亚州(美国)0.50(美元)3韩国0.5815(1)德国:购电法
(2)日本:补贴法(3)美国:混合法全球:光伏产量变化世界光伏产量变化(GW)资料:上海交通大学太阳能研究所<中国光伏组件市场调研报告>光伏产业发展趋势全球光伏产量曲线图数据来源:中国光伏发展研究报告(2006-2007)全球:商品化电池种类比例逐年变化DataResource:PhotonInternationalMarch20082008年全球20大太阳能电池生产商排行榜2008年全球年装机量及累计装机量(MW)全球2000-2008年均复合增长率45%年装机量累计装机量数据来源:SolarGenerationV–2008,EPIAandGreenpeaceSolarPlaza薄膜电池与晶硅电池比对----高效太阳电池榜单晶硅电池:理论上限33%,实验室最高效率24.7%,
工业化大规模生产效率15%.多晶硅电池:实验室最高效率19.8%,工业化大规模生产效率~14%.非晶硅电池:实验室效率~15%,
工业化大规模生产效率5.5~7.5%.GaAs太阳电池:理论上限28.5%,目前最高水平~24.7%.CdTe太阳电池:实验室水平~16.5%,中试10%微晶/非晶硅电池小组件效率15%,面积1000cm2,μc-Si生长速度2.5nm/s大面积:s=2×2m2,η=8%柔性电池:η=8%,s=0.9cm2GlassSubstrateIa-Si:Hp+a-Si:Hn+a-Si:HMetalcontactTCOCIS电池η=17%(1cm2)η=18%(10cm2)η=16%柔性衬底η=15%(27.1cm2)Ⅲ-Ⅴ族:砷化镓铟电池(2010年)钛膜柔性衬底3级电池效率η=35%(1个太阳);η=45%(1000倍聚光)组件效率36%(1000倍聚光),光学效率>8%,散热效率<0.2kcm2/W4级电池效率η=39%(1个太阳);η=48%(1000倍聚光)光敏化电池叠层电池η=15%(1cm2)高稳定性DSC电池η=8%(30×30cm2),初始衰减<10%柔性薄膜有机光敏化电池η=10%(1cm2)ac-Si:H非晶硅/光敏化叠层电池η=12%(100cm2)第三代纳米nc-Si/SiC电池η>9%,Voc=0.65-1.05V有机薄膜太阳电池叠层有机薄膜电池η=5%(1cm2,2007年);η=8.5%(2009年)富勒球有机薄膜电池η=4.8%(1cm2)1.体积小、重量轻。单位重量比功率:100-1000W/kg2.寿命长:20-50年(工作25年,效率下降20%)3.零排放:无工质消耗,无噪声,无污染4.运行可靠,使用安全,免维护5.资源广泛(有太阳就有电),分布式电站6.规模大小皆宜,100W-100GW7.能量回收期短:0.8-3.0年;能量增值效应明显:8-30倍8.光伏电含金量高:晴天发电可调峰9.安装容易,建设周期短10.降价潜力大:→1$/Wp,6€/Kwh光伏发电的优缺点
光伏发电的优点保障国家能源安全。作为高新技术和新能源产业,光伏产业已成为许多国家新的经济增长点。光伏产业促进国家及地方经济的发展。光伏产业可以提供重要的就业机会。农村电气化可以解决无电人口的用电问题,促进边远地区的经济发展。光伏发电成本迅速下降,在不远的将来便能和常规发电竞争光伏的优越性-经济及社会效益光伏发电的缺点:成本高(现在每千瓦3万元,带蓄电池4-6万元);能量密度低(峰值辐射每平方米1KW,满发电100瓦);发电时数低(每年满功率1500小时);不连续,受天气影响,要求连续、可调度存在储能问题。电力调节较复杂国际太阳能光伏发电售价预测光伏发电的十八种功能扶贫能源☆军用能源☆※便携式能源☆削峰能源※应急能源☆※建材能源☆※△屋顶能源☆※△百姓能源☆※△分布式能源☆※△战略储备能源☆※△景观能源☆※沙漠能源※△滨海能源※△道路能源※△太空能源☆△清洁能源☆※△安全能源☆※△和平能源☆※△☆独立能源/补充能源※并网电站/替代能源△支柱能源能源需求公式蓄能技术:抽水蓄能、蓄电池、超级电容、超导蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、制氢储能光伏技术的目标独立电源→并网电源特殊能源→补充能源补充能源→替代能源替代能源→主力能源2.3.中国光伏发展光伏技术进步的方向高效率:理论效率与实际效率长寿命:理论寿命与实际寿命,加速老化试验的理论依据高可靠:光聚合,光老化的机理低成本:原料成本、工艺成本、管理成本零污染:污染的产生与治理,清洁生产硬件方面光伏材料:晶体材料、薄膜材料、辅助材料等光伏器件/组件:各种光伏电池,各种光伏组件;刚性、柔性配套系统BOS系统部件:各种逆变器、控制器、蓄电池系统应用:空间、地面、BIPV、并网、荒漠电站、滨海电站科学实验装备、生产装备及检测分析装备软件方面光伏基础研究(研究机构)计算机仿真优化软件书刊、杂志、多媒体政策、法规及规划研究标准化及标准化管理系统光伏技术教育和培训现有基础上建设以光伏为主体的分布式电网(1)南北光伏带(2)东西光伏带(3)多能互补稳定电网(火电、风电、核电、光电)(4)由多种蓄能技术支持分布式电网能源需求电气化三步曲(1)家庭电气化——光伏建筑结合BIPV(2)工业电气化——光伏建筑结合BIPV,荒漠电站,滨海电站(3)交通电气化——道路电站第一阶段——独立光伏系统:
100W-100KW,满足边远无电地区用电。无需远距离输电;价格:3-5$/Wp光伏发电的五个实施阶段中-韩合作项目西藏羊八井100KWp大规模光伏电站,2005第二阶段——并网光伏屋顶:1KW-10MW,在城市或乡村中并网运行,提供削峰电力。利用建筑物屋顶、外墙和现成的供电线路,节省土地和线路投资;价格:2-3$/Wp第三阶段——沙漠光伏电站:1MW-1GMW,在沙漠、戈壁建造并网光伏电站。充分利用阳光,改造沙漠;价格:1.5-2$/Wp德国Goettelborn4MW
光伏电站第四阶段——滨海光伏电站:
10MW-10GW,靠近沿海经济发达城市供电。节省输电成本,发展电解制氢、贮氢规模化生产、启动氢能经济和海洋经济;
价格:1-1.5$/Wp第五阶段——道路光伏电站:10GW—1000GW,建设道路光伏顶棚电站,发展电动交通;价格:<1$/Wp
光伏电站评价指标:每平方公里每年发多少度电?Epvkwh/km2•a每度电成本是多少?Cpv元/kwh稳定可靠工作多少年?Tpv年年维护成本是多少?Mpv元/a能量回收期有多长?ER年光伏建筑结合BIPV评价指标:系统初投资系统稳定工作年限上网电价
评价光伏发电的基本指标规划年份20042010202020302050小水电装机/万KW3400500075001000020000年发电量/亿KW.h10001545230032006400风装机/万KW7650030001000040000年发电量/亿KW.h11.410569023009200生物质能装机/万KW2005502000500010000年发电量/亿KW.h51.821283522505000光伏发电装机/万KW6.530180100010000年发电量/亿KW.h0.784.221.61401500可再生能源比例6.5(3)10(4.2)16(8)20(14.6)30(22.5)注:按照1KW.h=350g标准煤折算,括号内不包括大水电DataResource:中国光伏产业发展报告2007中国光伏发电量增长速率逐年变化中国光伏发电增长速率世界光伏发电增长速率光伏发电占总发电量的比例年份中国比例(%)世界比例(%)20100.0150.120200.0481.220300.231020401.072520501.6250中国光伏发电量展望:
中国规划VS世界平均水平
中国光伏装机容量展望:
中国规划VS世界平均水平中国光伏电池产量成长曲线图2008年中国电池产量2GW。占世界电池总产量5.456GW的36.7%,仍然跃居世界第一位Source:SolarOutlookNuvigantConsulting2009/2/232007全球光伏产业分布2007光伏系统装机容量分布中国历年装机和累计装机情况西芷阳光计划;光明工程;通电到乡工程;村村通电工程;城市中兆瓦级电站:深圳,崇明岛;光伏建筑一体化:上海,北京中国的光伏应用现状海外上市的中国十大光伏企业名单中国光伏发展情况公司名称上市时间上市地点股票代码发行价融资总额无锡尚德浙江昱辉苏州阿特斯常州天合江苏林洋河北晶澳南京中电江西赛维保定英利江阴浚鑫05-12-1506-8-806-11-906-12-1906-12-2107-2-707-5-1707-6-407-6-807-7-6纽交所伦敦创业板纳斯达克纽交所纳斯达克纳斯达克纳斯达克纽交所纽交所英国伦敦STPSOLACSIQTSLSOLFJASOCSUNLDKYGEJHL$15$1.5$15$18.5$12.5$15$11$27$10.81.53欧元4亿美元5000万美元1.155亿美元9800万美元1.5亿美元2.25亿美元9350万美元4.69亿美元3.19亿美元3050万英镑中国光伏产业现状随着国际光伏产业的高速发展,我国的光伏产业同样进入了高速增长时期。中国光伏产业正以每年30~40%的速度增长。全球前25家太阳电池生产商中有8家是中国企业。十余家中国企业先后在海外上市。产业链呈一个倒金字塔形,硅材料产量远不能满足光伏产业的需要。2.4.太阳能光伏发电系统2.4.1太阳电池的原理2.4.2太阳电池单体、组件、方阵2.4.1太阳电池的原理光生伏打效应:1839年法国实验物理学家EdmundBacquerel发现“光生伏打效应”(原理图)太阳电池是太阳能光伏发电系统的核心部件2.4.1太阳电池结构及工作原理
反射光通过风实现热量
对流和散发
透射光
转化成电能阳光被太阳电池板吸收后:一部分变成电能,另一部分变成热能光伏系统组成光伏产业链结构2.4.2太阳电池单体、组件、方阵2.5.光伏电池及组件分类2.5.1光伏电池分类2.5.2光伏电池组件分类
太阳电池分类(材料分类)
单晶硅太阳电池晶体硅太阳电池
多晶硅太阳电池
(CrystalSiliconSolarCell)
带状硅太阳电池
按基体材料分类BasedonMaterials
非晶硅太阳电微晶硅薄膜太阳电池
多晶硅薄膜太阳电池
纳米晶硅薄膜太阳电池
硅薄膜太阳电池SiliconThinFilm硒光电池硫化镉太阳电池硒铟铜太阳电池碲化镉太阳电池砷化镓太阳电池磷化铟太阳电池染料敏化太阳电池(DyeSensitizedSolarcell)有机薄膜太阳电池(OrganicSolarCell)化合物太阳电池CompoundSolarcell2.5.1光伏电池分类太阳电池分类(应用分类)空间太阳电池刚性衬底柔性衬底地面太阳电池光伏传感器用途分类刚性衬底柔性衬底同质结太阳电池异质结太阳电池肖特基结太阳电池复合结太阳电池分光太阳电池液结太阳电池结构分类
平板太阳电池聚光太阳电池分光太阳电池使用状态分类适应不同设计需求的太阳电池不同颜色的太阳电池:适应不同透光的要求太阳电池
双面玻璃封装,非晶硅薄膜组件,透光性晶体硅太阳电池208适应不同透光的要求太阳电池
适应不同设计尺寸和形状的要求电池适应不同形变的柔性太阳电池:弯曲的或柔性的太阳电池组件2.5.2太阳电池组件分类电池材料分类晶体硅电池组件薄膜电池组件封装类型分类刚性电池组件柔性电池组件半刚性电池透光度分类透光型电池组件不透光型电池与建筑结合的方式分类屋顶太阳电池组件屋檐太阳电池组件玻璃幕墙太阳电池组件建筑一体化组件刚性封装单玻璃封装:玻璃、EVA、TPT、硅橡胶双玻璃封装:EVA、硅橡胶滴塑封装:绝缘衬底,金属衬底半刚性封装:全EVA/TPT封装柔性衬底封装:不锈钢薄膜/聚氨酯;聚氨酯衬底/聚氨酯2.6.光伏组件设计2.6.1光伏组件设计的基本原则
(1)满足独立供电的基本要求:电压,电流,功率;
(2)适应阳光直接照射(抗光老化);
(3)便于安装、运输,使用方便;
(4)便于维护,检测;
(5)满足标准,便于更换。
2.6.2电气设计
(1)电压配平(串并联优化);
(2)电功率配平(串并联优化);
(3)电气连接方便可靠;
(4)防漏电,防静电;
(5)抗雷电;
(6)互联条焊接可靠,焊点接触好;
(7)汇流条阻抗小。2.6.3机械设计
(1)适宜运输;
(2)便于安装(孔径、尺寸);
(3)抗震动;
(4)抗冰雹;
(5)抗灰尘,耐清洗磨擦(自洁透光塑料);
(6)尺寸、形状符合用户要求;
(7)封装材料(铝框,不锈钢,塑料)组合成本低,易加工,易批量生产。2.6.4光学设计
(1)封装材料透过率高(与吸收光谱匹配);
(2)抗光老化;
(3)反红外光;
(4)发射率高(红外光发射率,即热沉低)
(5)抗紫外吸收;
(6)有利于可见光吸收(折射、反射);
(7)满足部分透光要求;
(8)满足色彩要求。2.6.5化工设计
(1)光学特性;
(2)安全性,无毒害,防火;
(3)工艺可操作性;
(4)抗老化性;
(5)价格合理;
(6)防腐蚀设计。
2.6.6热学设计主要是散热设计合理。
2.6.7可靠性设计
(1)结构可靠;
(2)材料可靠;
(3)工艺可靠;
(4)检测可靠。2.6.8工艺设计
(1)单体电池检测分档;
(2)焊带/互联选配;
(3)焊接工艺设计(互联工艺设计);
(4)材料设计;
(5)层压/固化;
(6)装边框/接线盒;
(7)检测分档。2.6.9外观设计
符合用户要求。2.6.10特殊设计防鸟,防虫,防生物。2.7.设计依据国际、国内地方标准
IEC61215,GB9535,CE,UL……实用应用需要根据用户的特殊用途设计工艺流程设计及工艺流程界面设计材料设计工艺装备设计
2.8.光伏组件工艺流程设计
2.9.光伏组件质量检验及评价组件检测规范可靠性加速老化设计常规故障及分析
三光伏产品与建筑的结合
光伏建筑一体化(BiPV)以往建筑物的设计对能源的使用和对环境的影响考虑的很少,现存的以极低效率运行的建筑物有提高能效的巨大潜力。。BiPV就是将光伏发电与楼体的建筑结合在一起。这一概念比以往任何时候都更有意义,它是一个充满活力的全新领域,在保护地球生态环境系统的同时提高自己的生活质量。BiPV能尽量减少对环境的有害影响,在发展新技术时节约能源与材料,在正确的应用下,还会带来高雅的设计,BiPV的目标就是达到可持续发展与可再生的未来。随着对太阳电能需求的增加,能够在使用地点或附近提供电能的分散式PV系统是商业推广的首要选择。
中国建筑屋顶可利用面积大中国房屋总建筑面积400亿平方米,其中城市房屋131亿平方米,其中81.8亿平方米为住宅面积,农村住宅面积大约是城镇的2倍,160亿平方米;城城镇住宅按照平均10层楼计算,住宅屋顶可利用面积8亿平方米,农村住宅按照平均5层楼计算,住宅屋顶可利用面积32亿平方米,合计40亿平方米。如果20%安装太阳电池就会有80GWp,约占2002年全国装机的1/4;按照全年满功率发电1500小时计总年发电量约120TWh,约占全国7.3%(2002年全国总发电量1654TWh)。倾斜的PV板上的太阳入射角PV与电网系统的连接BiPV设计工具光伏组件与建筑结合的优点建筑能耗占到50%,光伏发电与建筑结合可以有效地削减建筑用电;发电上网最为方便,不需要架设输电线路;发电无需额外占地;光伏发电可以安装在任何地方而能够被人们接受(风力发电则不同);建筑是最能表现拥有者生活态度和生活方式的事物。
标语写着:不要风能!风能带来不可避免的噪声污染。光伏组件在建筑上的安装方式安装方式光伏组件安装在平屋顶上光伏组件安装在斜屋顶上光伏组件镶嵌在斜屋顶上光伏组件镶嵌在斜屋顶上作为屋顶瓦镶嵌在平屋顶上镶嵌在立面墙上安装在立面墙上作为遮阳板与建筑结合对太阳能产品的要求颜色的要求透光的要求尺寸和形状的要求颜色的要求彩色吸收面透光的要求尺寸和形状的要求247作为多功能建筑构件使用的光伏组件在建筑物上安装的太阳电池的作用不仅仅是发电;除了发电,首先应当将太阳电池看作是建筑物外墙体上的通用的和和谐一致的建筑材料;安装在建筑物上的太阳电池应当具有如下功能:使室内不受天气变化的影响;防雨;抗风;隔热;隔噪音;遮阳;美观;发电;太阳电池组件的建筑材料特性破碎后的高强度:安全性;防防冰雹:用25mm直径的冰球试验;可踩踏;重量:9to22kg/m²(取决于玻璃的厚度、种类和层数)与不同功能的玻璃或材料相结合:隔热玻璃组件;防紫外线玻璃组件;隔音玻璃组件;夹层安全玻璃组件;防盗或防弹玻璃组件;防火组件等等。好的BiPV设计自然一体化PV系统形成建筑中合理的、自成一体的一部分;PV系统完善了整栋建筑,但也不必太显眼;建筑风格宜人PV
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