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《太陽能光伏電池的設(shè)計(jì)與制作》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、河南工程學(xué)院《光伏材料設(shè)計(jì)》實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)報(bào)告書太陽能光伏電池的設(shè)計(jì)與制作2016-2017學(xué)年第二學(xué)期學(xué)院：趙博學(xué)生姓名：理學(xué)院學(xué)號(hào)：201411004215學(xué)生班級(jí)：應(yīng)用物理1442指導(dǎo)教師：牛金鐘趙瑞鋒日期：2017年6月14日摘要：太陽能光伏電池的設(shè)計(jì)與制造是我們本專業(yè)的最主要內(nèi)容之一，本次實(shí)訓(xùn)的目的是讓我們更加深刻了解太陽能光伏電池的發(fā)電原理，了解太陽能電池組件的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，了解太陽能光伏電池的應(yīng)用，并且制作一件太陽能光伏電池板。本文主要講的是本次的太陽能光伏太陽能電池制作過程，包括選擇制作材料，電池板的設(shè)計(jì)，焊接太陽能電池片，
2、組裝太陽能電池，以及對(duì)電池組件進(jìn)行測(cè)試。關(guān)鍵詞：電池組件設(shè)計(jì)組裝測(cè)試目錄一、簡(jiǎn)介1二、材料及其性質(zhì)11.黏結(jié)劑12.玻璃-上蓋板材料13.背面材料14.邊框15.接線盒26.硅膠27.電池片2三、設(shè)計(jì)原理及組裝21.設(shè)計(jì)原理22.太陽能電池組件設(shè)計(jì)33.電池組件的制作3一、簡(jiǎn)介太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。通常采用硅半導(dǎo)體二、材料及其性質(zhì)真空層壓封裝太陽能電池，主要使用的材料有黏結(jié)劑、玻璃、復(fù)合模、連接條、鋁框等。合理地
3、選用封裝材料和采取正確的封裝工藝能保證太陽能電池的高效利用并延長(zhǎng)使用壽命。優(yōu)良的太陽能電池組件，除了要求太陽能電池本身效率高外，優(yōu)良的封裝材料和合理的封裝工藝也是不可缺少的。1.黏結(jié)劑黏結(jié)劑是固定和保證電池與上、下蓋板密合的關(guān)鍵材料，要求可見光范圍內(nèi)具有高透光性，抗紫外線老化；具有一定彈性，可緩沖不同材料見的熱脹冷縮；具有良好的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，不產(chǎn)生有害電池的氣體和液體；具有優(yōu)良的氣密性，適用于自動(dòng)化的組件封裝。本次實(shí)訓(xùn)中采用的是EVA膜。2.玻璃-上蓋板材料玻璃是覆蓋在電池板正面的上蓋板材料，構(gòu)成組件最外層，既要求透光高，又要堅(jiān)固
4、，耐風(fēng)霜雨雪，經(jīng)受沙礫冰雹沖擊，起到長(zhǎng)期保護(hù)電池作用。普通玻璃體內(nèi)含鐵量過高及玻璃表面的光反射過大是降低太陽能利用率的主要原因。目前在商業(yè)化生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池組件的上蓋板材料通常采用低鐵鋼化玻璃，其特點(diǎn)是：透光率高、抗沖擊能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)。厚度一般為3.2mm，透光率達(dá)90%以上，對(duì)于波長(zhǎng)大于1200nm的紅外線有較高的反射率，同時(shí)能耐太陽紫外線的輻射。3.背面材料組件底板對(duì)電池既有保護(hù)作用又有支撐作用。對(duì)底板的一般要求為：具有良好的耐氣候性能，能隔絕從背面進(jìn)來的潮氣和其他有害氣體：在層壓溫度下不起任何變化：與黏結(jié)材料結(jié)合牢固。一般所用
5、的底板材料為玻璃、鋁合金、有機(jī)玻璃以及PVF復(fù)合膜等。目前生產(chǎn)上較多應(yīng)用的是PVF復(fù)合膜。4.邊框平板式組件應(yīng)有邊框，以保護(hù)組件和便于組件與方陣支架的連接固定。邊框與結(jié)劑構(gòu)成組件邊緣的密封。邊框材料主要有不銹鋼、鋁合金、橡膠及塑料等。由于鋁合金密度低，強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，具有很好的抗腐蝕性，因此常用鋁合金做太陽能電池邊框材料。5.接線盒保護(hù)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉(zhuǎn)站的作用6.硅膠密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處。7.電池片太陽能電池片分為晶硅類和非晶硅類，晶硅類又分為單晶硅和多晶硅，本次課程設(shè)計(jì)采用的是12
6、5*125的單晶硅太陽能電池片。單晶硅的優(yōu)點(diǎn)有：高效率，低衰減，可靠性強(qiáng)；先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù)，保證了片間片內(nèi)的良好均勻性，降低了電池片之間的匹配損失；運(yùn)用先進(jìn)的管式PECVD成膜技術(shù)，使得覆蓋在電池表面的深藍(lán)色氮化硅減反射膜致密、均勻、美觀；應(yīng)用高品質(zhì)的金屬漿料制作電極和背場(chǎng)。確保了電極良好的導(dǎo)電性、可焊性以及背場(chǎng)的平整性；高精度的絲網(wǎng)印刷圖形，使得電池片易于自動(dòng)焊接。三、設(shè)計(jì)原理及組裝1.設(shè)計(jì)原理太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，它利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過
7、程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，因此，太陽能電池又稱為“光伏電池”。只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及電流，在物理學(xué)上稱為太陽能光伏，簡(jiǎn)稱光伏。最簡(jiǎn)單的太陽能電池是由p-n結(jié)構(gòu)成的，當(dāng)太陽光照射PN結(jié)時(shí)，在半導(dǎo)體內(nèi)的電子由于獲得了光能而釋放電子，相應(yīng)地便產(chǎn)生了電子-空穴對(duì)，并在勢(shì)壘電場(chǎng)的作用下，電子被驅(qū)向N型區(qū)，空穴被驅(qū)向P型區(qū)，從而使N區(qū)有過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴;于是就在PN結(jié)的附近形成了與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)的一部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)，其余部分使P型區(qū)帶正電、N型區(qū)帶負(fù)電;于是就使得N區(qū)與P區(qū)之間的薄層產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，即“光生伏
8、打”電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)接通外電路時(shí)，便有電能輸出。7圖一2.太陽能電池組件設(shè)計(jì)(1)單體電池的連接方式太陽能電池實(shí)際使用時(shí)要按負(fù)載要求，將若干單體電池按電性能分類進(jìn)行串并聯(lián)，經(jīng)封裝后組成
