晶硅光伏組件的最佳設計技術

前言

晶體硅電池是光電轉化的核心器件，但是由于單片電池片的電壓、電流、功率有限，所以要將電池片串并聯起來，使它具有滿足用電設備和工業化用電要求的電壓、電流、功率。但是，由于晶體硅電池物理脆性，容易碎裂，因此需要將電池片封裝，做成組件進行保護。

晶硅光伏組件主要分為：

常規組件（組成：玻璃、EVA、晶硅電池、背板、鋁框、接線盒等）；

透明組件（組成：玻璃、EVA、晶硅電池、透明背板、鋁框、接線盒等）；

雙玻組件（組成：玻璃、PVB、晶硅電池、玻璃背板、接線盒等）；

無框組件（沒有鋁框的常規組件和透明組件）；

組件的設計主要考慮三點：

物理電學性能

組件的功率大小，尺寸，承載、安裝等要求。物理電學性能需要滿足IEC61215和IEC61730或UL1703。

使用的環境

針對組件使用的環境不同，需要特殊化設計，例如：

組件用于沿海或海島地區，那么組件需要具有耐鹽霧、防腐蝕的性能。此時，組件需要滿足IEC61701的標準要求。

針對農業地區，需要組件具有抗氨氣腐蝕的能力，組件需要滿足IEC62716的標準。

性價比最佳化

組件的設計需要兼顧組件的性能和成本，使得組件的性價比達到最佳化。

透明組件

透明組件的用途

透明組件根據設計不同，可以得到不同的透光率，所以透明組件廣泛的應用于屋頂及光伏建筑一體化（BIPV）等。

實驗設計

2.1設計前言

首先透明組件的原材料必須符合材料符合組件工廠材料導入的標準，材料測試符合性能質量要求，參考標準可以根據原材料的規格書、認證信息，以及工廠根據IEC61215或UL1703演化而來的原材料測試。

其次，由于透明組件涉及變量較多（如尺寸、透光率、電池片功率、電池片數量、物料價格成本、人工成本、制造成本等），因此這里化歸處理，考慮透光率、成本(元/W)，以及曲線圖中過原點的直線的最大斜率=透光率/(元/W)。

透光率=｛1-（電池片面積*電池片數量）/組件面積｝×玻璃透光率×透明背板透光率。

成本（元/W）=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數。

最大斜率=透光率/(元/W)--------過曲線與原點的直線的最大斜率。

透明組件的物料組成如表1所示。

表1透明組件的物料組成

2.2電池片功率數量一定，其它不定，確定最佳性價比

任意組件，當電池片數量、功率一定，隨著組件尺寸的增大，透光率將增大，成本相應增加。以透光率與成本（元/W）為坐標軸作圖可以得到最佳的性價比的點。下面分析引出以透光率與成本（元/W）之間的關系圖。

分析如下：

組件透光率Z與組件的面積變化率X之間的關系

Z=｛1-（電池片面積*電池片數量）/組件面積（1+X）｝×玻璃透光率×透明背板透光率。

令：（電池片面積*電池片數量）/組件面積=a

玻璃透光率×透明背板透光率=b

所以，Z=｛1-a/（1+X）｝b,其中，a,b>0,且為常數,Z>0，X≥0。