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1、光伏行业介绍,目录,1. 光伏概述 1.1 定义 1.2 历史 1.3 应用 1.4 发展 1.5 产业链,2. 晶体硅材料 2.1 体 2.2 体 2.3 体,3. 晶体硅片 3.1 体 3.2 体 3.3 体,4. 电池片 4.1 体 4.2 体 4.3 体,5. 组件 5.1 体 5.2 体 5.3 体,6. 太阳能发电系统 6.1 体 6.2 体 6.3 体,1.光伏定义、历史、应用及发展,光伏(PV or photovoltaic)是太阳能光伏发电系统(photovoltaic power system)的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一
2、种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。,1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始。,1.1 光伏定义,1893年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应”，即“光伏效应”； 1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用单晶太阳电 池，效率 为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应， 并在玻璃 上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池； 1958年太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源； 1959年第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%； 1978年美国建成100kW太阳地面光伏电站； 1997年美国提出“克林
3、顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为 100万户，每户安装3-5KW。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网 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”；,1.2 光伏历史,1.3 光伏应用,通过光伏供电的通讯基站,太阳能建筑,太阳能电池充电器,太阳能路灯,神州五号飞船上的太阳能帆板,太阳能汽车,地面光伏电站,太阳能飞行器,1.4 光伏发展,1.4.1 太阳能是电力生产的最好能源,据统计：按现在的需求和开采速度，世界石油已探明储量可供开采43年、天然气63年、煤炭231年,1.4 光伏发展,1.4.2 太阳能必将成为人类最好的替代能源,1.4 光伏发展,1.4
4、.3 太阳能光伏电站前景广阔,1.4 光伏发展,1.4.4 大型光伏并网电站有利于节能减排,有利于解决能源危机和化石能源产生的环境污染对人类的挑战。,1.5 光伏产业链,光伏产业链包括：硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节,1.5 光伏产业链,2.晶体硅材料,2.1 晶体硅材料分类,多晶硅锭,多晶硅片,多晶硅电池片,单晶硅棒,单晶硅片,单晶硅电池片,单晶硅提炼过程：,2.2 晶体硅材料提炼过程,单晶硅提炼过程：,石英砂冶金级硅提纯和精炼沉积多晶硅锭单晶硅,单晶硅太阳能电池的特点：,1.光电转换效率高，可靠性高； 2.先进的扩散技术，保证片内各处转换效率的均匀性； 3.运用先进的PEC
5、VD成膜技术，在电池表面镀上深蓝色的氮化硅 减 反射膜，颜色均匀美观； 4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极，确保良好的导电性。,3.晶体硅片,3.1 分类及区别,目前晶体硅太阳电池硅片分为单晶硅硅片和多晶硅硅片。,单晶硅片主要是125mm125mm。,多晶硅片主要是125mm125mm和156mm156mm两种规格。,晶体硅片外观区别,多晶硅硅片相对于单晶硅硅片，有明显的多晶特性，表面有一个个晶粒形状，而单晶硅硅片表面颜色均匀一致。,单晶硅硅片因为使用硅棒原因，四角有圆形大倒角，而多晶硅硅片一般采用小倒角。,多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的最大差别在于硅片，多晶硅片是许多硅晶粒的集合体。,
6、4.电池片,4.1 晶体硅电池片简介,电池片介绍：,栅线的作用：收集电流；,铝背场的作用： 1、形成P+结区，增加电子扩散能力，提高开路电压；2、对长波（1000nm）光线有反射作用，增加短路电流；3、导电作用；,4.2 电池片工作原理,正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，对外输出电流； 减反射薄膜的作用是减小入射太阳光的反射率；pn结的作用是将光激发的 自由电子输送给n型硅，将自由空穴输送给p型硅，形成电流。,4.3 晶体硅电池片的性能,易破碎：,晶体硅呈脆性；硅太阳电池面积大； 硅太阳电池厚度小。,自然抗性差：,长期暴露在空气中会出现效率的衰减； 对紫外线的抵抗能力较差 ；
7、不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏； 表面的金属化层容易受到腐蚀； 表面堆积灰尘后难以清除。,4.4 太阳电池单片的功率,一般太阳电池输出功率下：,由于单个太阳电池输出功率难以满足常规用电需求，需要将它们串联或者并联后达到一定的电压电流要求再接入用电器进行供电。,5.组件,5.1 组件简介,多晶硅太阳能组件,单晶硅太阳能组件,单体的太阳电池不能直接作为电源使用,原因如下:,1. 单体电池脆而薄，非常容易破碎；2. 电池片的电极在空气中容易被腐蚀；3.单片电池片的工作电压一般在0.5V左右,远不能满足一般用电设备的电压要求,需要串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元。,因此
8、,电池片需要做成组件后才可以使用！,为什么要制造组件,电压低仅0.5V左右，单片功率低,厚度越来越薄(达um级),电极暴露在空气中非常容易氧化,耐候性能差，衰减将会非常迅速,安装运输将非常困难,5.组件,5.1 组件简介,太阳电池组件的定义,具有内部联接及封装的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池组合装置，称为太阳电池组件。,太阳电池组件使用寿命,太阳电池组件作为晶体硅太阳能产业的最终产品，应用于光伏系统发电，即直接面向客户。其质量最为关键。目前，优良的组件产品拥有25年的质量保证，即十年内功率衰减少于等于10%，二十五年内功率减少小于等于20%。,5.2 组件的内外结构,5.2.1
9、 组件外观结构：,5.2 组件的内外结构,5.2.2 组件内部结构介绍：,5.3 组件的电性能参数,5.4 组件的主要材料介绍,1. 太阳电池2. 钢化玻璃 3. EVA胶膜 4. TPT背板 5. 涂锡铜带 6. 铝合金边框 7. 接线盒,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.1 材料太阳电池,参考第4章,5.4.2 材料钢化玻璃,是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。,钢化玻璃特点：,钢化玻璃:,1.强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的35倍，抗
10、冲击强度是普通玻璃510倍，提高强度的同时亦提高了安全性。2.使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有23倍的提高，一般可承受150LC以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.3 材料EVA胶膜,EVA 化学式结构如下：,EVA一种热融胶粘剂，是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物 ，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作；EVA在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能、耐低温及无毒的特性。,EVA的性能主要取决于分子量（用熔融指数
11、MI表示）和醋酸乙烯脂（以VA表示）的含量。当MI一定时，VA的含量高弹性，柔软性，粘结性，相溶性和透明性提高，VA的含量降低，则接近聚乙烯的性能。当VA含量一定时，MI降低则软化点下降，而加工性和表面光泽改善，但是强度降低，分子量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.4 材料TPT背板,TPT（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保护封装材料。,用于封装的TPT至少应该有三层结构：外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜PET具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。,太阳电池的背面覆盖物氟塑料膜为白色，对阳
12、光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.5 材料涂锡铜带,涂锡带由无氧铜剪切拉拔或轧制而成，所有外表面都有热镀涂层。涂锡带用于太阳能组件生产时太阳能电池片的串联焊接和汇流焊接，要求涂锡带具有较高的焊接操作性及牢固性。,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.6 材料铝合金边框,平板组件必须有边框，以保护组件和组件与方阵的连接固定。边框内侧涂上粘结剂构成对组件边缘的密封绝缘。,5.4 组件的主要材料介绍,5.4.7 材料接线盒,暂无,5.5 太阳能组件工艺流程介绍,6.太阳能发电系统,6.1 发电系统概述,目录,1. 光伏概述 1.1 定义 1.2 历史 1.3 应用 1.4 发展 1.5 产业链,2. 晶体硅材料 2.1 体 2.2 体 2.3 体,3. 晶体硅片 3.1 体 3.2 体 3.3 体,4. 电池片 4.1 体 4.2 体 4.3 体,5. 组件 5.1 体 5.2 体 5.3 体,6. 太阳能发电系统 6.1 体 6.2 体 6.3 体,
