Solarzellenmodul

Im Allgemeinen besteht das Solarzellenmodul aus fünf Schichten von oben nach unten, einschließlich Photovoltaikglas, Verpackungsklebefolie, Zellchip, Verpackungsklebefolie und Rückwandplatine:

（1） Photovoltaikglas

Aufgrund der geringen mechanischen Festigkeit der einzelnen photovoltaischen Solarzelle bricht diese leicht;Die Feuchtigkeit und das korrosive Gas in der Luft oxidieren und rosten die Elektrode allmählich und können den harten Bedingungen der Arbeit im Freien nicht standhalten.Gleichzeitig ist die Arbeitsspannung einzelner Photovoltaikzellen normalerweise gering, was den Anforderungen allgemeiner elektrischer Geräte nur schwer gerecht wird.Daher werden die Solarzellen normalerweise zwischen einer Verpackungsplatte und einer Rückwand durch EVA-Folie versiegelt, um ein unteilbares Photovoltaikmodul mit Verpackung und interner Verbindung zu bilden, das unabhängig eine Gleichstromleistung liefern kann.Mehrere Photovoltaikmodule, Wechselrichter und anderes elektrisches Zubehör bilden das photovoltaische Stromerzeugungssystem.

Nachdem das Photovoltaikglas, das das Photovoltaikmodul bedeckt, beschichtet ist, kann es eine höhere Lichtdurchlässigkeit gewährleisten, sodass die Solarzelle mehr Strom erzeugen kann;Gleichzeitig hat das gehärtete Photovoltaikglas eine höhere Festigkeit, wodurch die Solarzellen einem größeren Winddruck und größeren Tagestemperaturunterschieden standhalten können.Daher ist Photovoltaikglas eines der unverzichtbaren Zubehörteile von Photovoltaikmodulen.

Photovoltaikzellen werden hauptsächlich in kristalline Siliziumzellen und Dünnschichtzellen unterteilt.Das für kristalline Siliziumzellen verwendete Photovoltaikglas verwendet hauptsächlich das Kalandrierverfahren, und das für Dünnschichtzellen verwendete Photovoltaikglas verwendet hauptsächlich das Floatverfahren.

（2） Abdichtende Klebefolie (EVA)

In der Mitte des Solarzellenmoduls befindet sich die Solarzellenverpackungs-Klebefolie, die das Zellblatt umhüllt und mit dem Glas und der Rückplatte verklebt ist.Die Hauptfunktionen der Klebefolie für Solarzellenverpackungen umfassen: Bereitstellen einer strukturellen Unterstützung für die Ausrüstung der Solarzellenlinie, Bereitstellen einer maximalen optischen Kopplung zwischen der Zelle und der Sonnenstrahlung, physisches Isolieren der Zelle und der Leitung und Ableiten der von der Zelle erzeugten Wärme, usw. Daher müssen Verpackungsfolienprodukte eine hohe Wasserdampfbarriere, eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht, einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand, Wetterbeständigkeit und Anti-PID-Leistung aufweisen.

EVA-Klebefolie ist derzeit das am weitesten verbreitete Klebefolienmaterial für Solarzellenverpackungen.Ab 2018 beträgt sein Marktanteil etwa 90 %.Es verfügt über eine mehr als 20-jährige Anwendungsgeschichte mit ausgewogener Produktleistung und hoher Kosteneffizienz.POE-Klebefolie ist ein weiteres weit verbreitetes Klebefolienmaterial für Photovoltaikverpackungen.Ab 2018 beträgt sein Marktanteil etwa 9 % 5. Dieses Produkt ist ein Ethylen-Octen-Copolymer, das für die Verpackung von Solar-Einzelglas- und Doppelglasmodulen, insbesondere in Doppelglasmodulen, verwendet werden kann.POE-Klebefolie hat hervorragende Eigenschaften wie eine hohe Wasserdampfbarriererate, eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht, einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand, eine hervorragende Witterungsbeständigkeit und eine langfristige Anti-PID-Leistung.Darüber hinaus kann die einzigartige hohe Reflexionsleistung dieses Produkts die effektive Nutzung des Sonnenlichts für das Modul verbessern, dazu beitragen, die Leistung des Moduls zu erhöhen, und das Problem des Überlaufens der weißen Klebefolie nach der Modullaminierung lösen.

(3) Batteriechip

Eine Siliziumsolarzelle ist ein typisches Gerät mit zwei Anschlüssen.Die beiden Anschlüsse befinden sich jeweils auf der Lichtempfangsfläche und der Hintergrundbeleuchtungsfläche des Siliziumchips.

Das Prinzip der photovoltaischen Stromerzeugung: Wenn ein Photon auf ein Metall trifft, kann seine Energie vollständig von einem Elektron im Metall absorbiert werden.Die vom Elektron absorbierte Energie ist groß genug, um die Coulomb-Kraft innerhalb des Metallatoms zu überwinden und Arbeit zu verrichten, von der Metalloberfläche zu entkommen und ein Photoelektron zu werden.Das Siliziumatom hat vier Außenelektronen.Dotiert man reines Silizium mit Atomen mit fünf Außenelektronen, etwa Phosphoratomen, wird es zu einem N-Typ-Halbleiter;Dotiert man reines Silizium mit Atomen mit drei Außenelektronen, beispielsweise Boratomen, entsteht ein Halbleiter vom P-Typ.Wenn P-Typ und N-Typ kombiniert werden, bildet die Kontaktfläche eine Potentialdifferenz und wird zu einer Solarzelle.Wenn Sonnenlicht auf den PN-Übergang scheint, fließt der Strom von der Seite des P-Typs zur Seite des N-Typs und bildet einen Strom.

Entsprechend den unterschiedlichen verwendeten Materialien lassen sich Solarzellen in drei Kategorien einteilen: Die erste Kategorie sind kristalline Silizium-Solarzellen, darunter monokristallines Silizium und polykristallines Silizium.Ihre Forschung und Entwicklung sowie ihre Marktanwendung sind relativ gründlich, und ihre photoelektrische Umwandlungseffizienz ist hoch und nimmt den Hauptmarktanteil der aktuellen Batteriechips ein;Die zweite Kategorie sind Dünnschicht-Solarzellen, darunter Filme, Verbindungen und organische Materialien auf Siliziumbasis.Aufgrund der Knappheit oder Toxizität der Rohstoffe, der geringen Umwandlungseffizienz, der geringen Stabilität und anderer Mängel werden sie jedoch selten auf dem Markt verwendet;Die dritte Kategorie sind neue Solarzellen, einschließlich laminierter Solarzellen, die sich derzeit in der Forschungs- und Entwicklungsphase befinden und deren Technologie noch nicht ausgereift ist.

Die Hauptrohstoffe von Solarzellen sind Polysilizium (das Einkristall-Siliziumstäbe, Polysiliziumbarren usw. herstellen kann).Der Produktionsprozess umfasst hauptsächlich: Reinigen und Beflocken, Diffusion, Kantenätzen, dephosphorisiertes Siliziumglas, PECVD, Siebdruck, Sintern, Testen usw.

Der Unterschied und die Beziehung zwischen Einkristall- und polykristallinen Photovoltaikmodulen werden hier erweitert

Einkristall und Polykristallin sind zwei technische Wege der Solarenergie aus kristallinem Silizium.Wenn der Einkristall mit einem vollständigen Stein verglichen wird, ist der Polykristallin ein Stein aus zerkleinerten Steinen.Aufgrund unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften ist die photoelektrische Umwandlungseffizienz von Einkristallen höher als die von Polykristallen, aber die Kosten von Polykristallen sind relativ niedrig.

Der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad von Solarzellen aus monokristallinem Silizium beträgt etwa 18 %, der höchste 24 %.Dies ist die höchste fotoelektrische Umwandlungseffizienz aller Arten von Solarzellen, aber die Produktionskosten sind hoch.Da monokristallines Silizium im Allgemeinen mit gehärtetem Glas und wasserdichtem Harz verpackt ist, ist es langlebig und hat eine Lebensdauer von 25 Jahren.

Der Produktionsprozess von polykristallinen Siliziumsolarzellen ähnelt dem von monokristallinen Siliziumsolarzellen, aber der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad von polykristallinen Siliziumsolarzellen muss stark reduziert werden und sein photoelektrischer Umwandlungswirkungsgrad beträgt etwa 16 %.In Bezug auf die Produktionskosten ist es billiger als monokristalline Silizium-Solarzellen.Die Materialien sind einfach herzustellen, was den Stromverbrauch senkt, und die Gesamtproduktionskosten sind niedrig.

Beziehung zwischen Einkristall und Polykristall: Polykristall ist ein Einkristall mit Defekten.

Mit dem Aufkommen von Online-Ausschreibungen ohne Subventionen und der zunehmenden Knappheit installierbarer Landressourcen steigt die Nachfrage nach effizienten Produkten auf dem globalen Markt.Die Aufmerksamkeit der Investoren hat sich auch von der früheren Eile auf die ursprüngliche Quelle verlagert, dh die Leistung der Stromerzeugung und die langfristige Zuverlässigkeit des Projekts selbst, die der Schlüssel zu zukünftigen Kraftwerkseinnahmen ist.Derzeit hat die polykristalline Technologie noch Kostenvorteile, aber ihre Effizienz ist relativ gering.

Das schleppende Wachstum der polykristallinen Technologie hat viele Gründe: Einerseits bleiben die Forschungs- und Entwicklungskosten hoch, was zu hohen Herstellungskosten neuer Verfahren führt.Auf der anderen Seite ist der Preis für die Ausrüstung extrem teuer.Obwohl die Effizienz der Stromerzeugung und die Leistung von effizienten Einkristallen außerhalb der Reichweite von Polykristallen und gewöhnlichen Einkristallen liegen, werden einige preisbewusste Kunden bei der Wahl immer noch „nicht konkurrieren können“.

Gegenwärtig hat die effiziente Einkristalltechnologie ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten erreicht.Das Verkaufsvolumen von Einkristall hat eine führende Position auf dem Markt besetzt.

(4) Rückwandplatine

Die Solar-Backplane ist ein photovoltaisches Verpackungsmaterial, das sich auf der Rückseite des Solarzellenmoduls befindet.Es wird hauptsächlich verwendet, um das Solarzellenmodul im Außenbereich zu schützen, der Korrosion von Umweltfaktoren wie Licht, Feuchtigkeit und Hitze auf der Verpackungsfolie, den Zellchips und anderen Materialien zu widerstehen und eine wetterfeste Isolationsschutzrolle zu spielen.Da sich die Rückwand an der äußersten Schicht auf der Rückseite des PV-Moduls befindet und direkten Kontakt mit der äußeren Umgebung hat, muss sie eine ausgezeichnete Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Umweltalterungsbeständigkeit, Wasserdampfsperre, elektrische Isolierung und anderes aufweisen Eigenschaften, um die 25-jährige Lebensdauer des Solarzellenmoduls zu erfüllen.Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Anforderungen an die Stromerzeugungseffizienz der Photovoltaikindustrie haben einige Hochleistungs-Solarrückwandplatinenprodukte auch ein hohes Lichtreflexionsvermögen, um die photoelektrische Umwandlungseffizienz von Solarmodulen zu verbessern.

Nach der Materialklassifikation wird die Backplane hauptsächlich in organische Polymere und anorganische Stoffe unterteilt.Die Solarrückwand bezieht sich normalerweise auf organische Polymere, und die anorganischen Substanzen sind hauptsächlich Glas.Je nach Produktionsprozess gibt es hauptsächlich Verbundtypen, Beschichtungstypen und Coextrusionstypen.Gegenwärtig macht die Composite-Backplane mehr als 78 % des Backplane-Marktes aus.Aufgrund der zunehmenden Anwendung von Doppelglaskomponenten übersteigt der Marktanteil von Glasrückwandplatinen 12 % und der von beschichteten Rückwandplatinen und anderen strukturellen Rückwandplatinen etwa 10 %.

Die Rohstoffe der Solarrückwand umfassen hauptsächlich PET-Basisfolie, Fluormaterial und Klebstoff.PET-Basisfolie bietet hauptsächlich Isolierung und mechanische Eigenschaften, aber ihre Witterungsbeständigkeit ist relativ schlecht;Fluormaterialien werden hauptsächlich in zwei Formen unterteilt: Fluorfilm und fluorhaltiges Harz, die Isolierung, Witterungsbeständigkeit und Barriereeigenschaften bieten;Der Klebstoff besteht hauptsächlich aus Kunstharz, Härter, funktionellen Additiven und anderen Chemikalien.Es wird verwendet, um PET-Basisfolie und Fluorfolie in einer zusammengesetzten Rückwand zu verbinden.Gegenwärtig werden für die Rückwandplatinen hochwertiger Solarzellenmodule hauptsächlich Fluoridmaterialien verwendet, um die PET-Basisfolie zu schützen.Der einzige Unterschied besteht darin, dass Form und Zusammensetzung der verwendeten Fluoridmaterialien unterschiedlich sind.Das Fluormaterial wird auf dem PET-Basisfilm durch Klebstoff in Form eines Fluorfilms, der eine zusammengesetzte Rückwand ist, verbunden;Es wird in Form eines fluorhaltigen Harzes durch ein spezielles Verfahren, das als beschichtete Rückwandplatine bezeichnet wird, direkt auf eine PET-Basisfolie aufgetragen.

Im Allgemeinen hat die zusammengesetzte Rückwand aufgrund der Integrität ihres Fluorfilms eine überlegene Gesamtleistung;Die beschichtete Backplane hat aufgrund ihrer geringen Materialkosten einen Preisvorteil.

Haupttypen von Composite-Backplanes

Die zusammengesetzte Solar-Rückwand kann je nach Fluorgehalt in doppelseitige Fluorfilm-Rückwand, einseitige Fluorfilm-Rückwand und fluorfreie Rückwand unterteilt werden.Aufgrund ihrer jeweiligen Witterungsbeständigkeit und anderer Eigenschaften eignen sie sich für unterschiedliche Umgebungen.Im Allgemeinen folgen der Witterungsbeständigkeit gegenüber der Umgebung doppelseitige Fluorfilm-Rückwandplatinen, einseitige Fluorfilm-Rückwandplatinen und fluorfreie Rückwandplatinen, und ihre Preise sinken im Allgemeinen im Gegenzug.

Hinweis: (1) PVF-Folie (monofluoriertes Harz) wird aus PVF-Copolymer extrudiert.Dieser Bildungsprozess stellt sicher, dass die dekorative PVF-Schicht kompakt und frei von Defekten wie Nadellöchern und Rissen ist, die häufig beim Sprühen oder Walzen einer PVDF-Beschichtung (difluoriertes Harz) auftreten.Daher ist die Isolierung der dekorativen Schicht aus PVF-Folie der PVDF-Beschichtung überlegen.PVF-Folienabdeckungsmaterial kann an Orten mit schlechterer Korrosionsumgebung verwendet werden;

(2) Bei der Herstellung von PVF-Folie verstärkt die Extrusionsanordnung des Molekülgitters entlang der Längs- und Querrichtung seine physikalische Festigkeit erheblich, sodass die PVF-Folie eine größere Zähigkeit aufweist;

(3) PVF-Folie hat eine stärkere Verschleißfestigkeit und eine längere Lebensdauer;

(4) Die Oberfläche der extrudierten PVF-Folie ist glatt und empfindlich, frei von Streifen, Orangenhaut, Mikrofalten und anderen Defekten, die während des Walzenbeschichtens oder Sprühens auf der Oberfläche entstehen.

Anwendbare Szenarien

Aufgrund ihrer überlegenen Witterungsbeständigkeit kann die doppelseitige Fluorfilm-Verbundrückwand rauen Umgebungen wie Kälte, hohen Temperaturen, Wind und Sand, Regen usw. standhalten und wird normalerweise häufig in Plateaus, Wüsten, Gobi und anderen Regionen eingesetzt.Die einseitige Fluorfilm-Verbundrückwand ist ein kostensenkendes Produkt der doppelseitigen Fluorfilm-Verbundrückwand.Verglichen mit der doppelseitigen Fluorfilm-Verbundrückwand hat ihre Innenschicht eine schlechte UV-Beständigkeit und Wärmeableitung, was hauptsächlich auf Dächer und Bereiche mit mäßiger UV-Strahlung anwendbar ist.

6. PV-Wechselrichter

Bei der Erzeugung von Solar-Photovoltaik-Strom ist der von Photovoltaik-Arrays erzeugte Strom Gleichstrom, aber viele Lasten benötigen Wechselstrom.Das DC-Stromversorgungssystem hat große Einschränkungen, was für die Spannungstransformation nicht geeignet ist, und der Anwendungsbereich der Last ist ebenfalls begrenzt.Mit Ausnahme spezieller elektrischer Lasten sind Wechselrichter erforderlich, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.Der Photovoltaik-Wechselrichter ist das Herzstück des photovoltaischen Stromerzeugungssystems.Es wandelt den vom photovoltaischen Stromerzeugungssystem erzeugten Gleichstrom durch leistungselektronische Umwandlungstechnologie in den lebensnotwendigen Wechselstrom um und ist eine der wichtigsten Kernkomponenten des photovoltaischen Kraftwerks.