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发布时间:2022-09-15 10:49:39
来源:方鼎机械网
太阳能晶硅组件功率损耗分析及材料改善
对于太阳能企业来说,降低功率损耗是降低运营成本、提高单位面积组件功率转换效率、提升客户满意度的重要筹码。本文主要研究太阳能晶硅组件的功率损耗因子及材料改善,从汇流条、互联条等连接材料和玻璃、EVA等封装材料进行分析。
一、引言:
晶体硅太阳电池经封装后,通常组件的功率会小于所有电池片的标称功率之和。这个差值,就称为组件封装功率损失,计算方法为:封装损失=(理论功率-实际功率)/理论功率。如何降低功率损失,是优化组件制造工艺的重要内容。导致组件封装损失的因素有电学损失、光学损失等,具体如下:
(1)串联电阻损耗:汇流条或互联条电阻、焊接不良电阻(虚焊)、焊带与电极之间的接触电阻、浆料等损耗;
(2)光学损耗:焊带遮光、玻璃和EVA等封装材料引起的光反射和吸收损失;
(3)组件内电流混档损耗:电池片电流档不一致引起的电流失配损耗等;
(4)热损耗:组件工作时温度升高引起的输出功率下降;
(5)电池片和组件测试标准差异;
二、连接材料的功率损耗分析及改善:
通常太阳能电池串通过汇流条及互联条(一般为镀锡铜带)串联连接,电池片产生的电流经连接材料,部分电能将转换为热能损耗。根据公式P=I?R可知,降低电池片输出电流Ipm(提高电池片工作电压Vpm),或降低连接材料电阻将可减少这方面的热损耗。
(1)连接材料--汇流条
汇流条功率损耗的改善可通过增加材料截面积、降低整体电阻来实现。我们选取了同一汇流条厂家9种不同宽度和厚度的汇流条进行比较分析,如表一所示。每种规格汇流条截取1米测量电阻(用同过滤机惠TH2512B低电阻测试仪测量)。从表一可以看出,当汇流条宽度不变、厚度增加,如规格5mm*0.22mm和规格5mm*0.35mm,其电阻分别为18.55 mΩ/m和11.30 mΩ/m,电阻减少约38%。当汇流条厚度不变、宽度增加,如规格5mm*0.3mm和规格7mm*0.3mm,其电阻分别为13.79 mΩ/m和9.85 mΩ/m,电阻减少约29%。因此,增加厚度或宽度可明显降低电阻。
电阻减少,可降低功率损耗。从理论上分析,若汇流条规格从5mm*0.22mm调整为8mm*0.35mm,如表一,线电阻减少11.16 mΩ/m。根据P钢珠=I?R折算,功率可提升约1.04W(如表一,电流取8.18A,组件内折合汇流条长度取1.394m)。实验方面,用这两种规格汇流条同时生产200块组件,相同电池效率档、相同测试机台(单因子对比),其中选用8mm*0.35mm规格汇流条的组件功率比选用5mm*0.22mm规格汇流条的组件功率平均高约1W。
表一 不同规格汇流条电阻和功率差异情况
一、引言:
晶体硅太阳电池经封装后,通常组件的功率会小于所有电池片的标称功率之和。这个差值,就称为组件封装功率损失,计算方法为:封装损失=(理论功率-实际功率)/理论功率。如何降低功率损失,是优化组件制造工艺的重要内容。导致组件封装损失的因素有电学损失、光学损失等,具体如下:
(1)串联电阻损耗:汇流条或互联条电阻、焊接不良电阻(虚焊)、焊带与电极之间的接触电阻、浆料等损耗;
(2)光学损耗:焊带遮光、玻璃和EVA等封装材料引起的光反射和吸收损失;
(3)组件内电流混档损耗:电池片电流档不一致引起的电流失配损耗等;
(4)热损耗:组件工作时温度升高引起的输出功率下降;
(5)电池片和组件测试标准差异;
二、连接材料的功率损耗分析及改善:
通常太阳能电池串通过汇流条及互联条(一般为镀锡铜带)串联连接,电池片产生的电流经连接材料,部分电能将转换为热能损耗。根据公式P=I?R可知,降低电池片输出电流Ipm(提高电池片工作电压Vpm),或降低连接材料电阻将可减少这方面的热损耗。
(1)连接材料--汇流条
汇流条功率损耗的改善可通过增加材料截面积、降低整体电阻来实现。我们选取了同一汇流条厂家9种不同宽度和厚度的汇流条进行比较分析,如表一所示。每种规格汇流条截取1米测量电阻(用同过滤机惠TH2512B低电阻测试仪测量)。从表一可以看出,当汇流条宽度不变、厚度增加,如规格5mm*0.22mm和规格5mm*0.35mm,其电阻分别为18.55 mΩ/m和11.30 mΩ/m,电阻减少约38%。当汇流条厚度不变、宽度增加,如规格5mm*0.3mm和规格7mm*0.3mm,其电阻分别为13.79 mΩ/m和9.85 mΩ/m,电阻减少约29%。因此,增加厚度或宽度可明显降低电阻。
电阻减少,可降低功率损耗。从理论上分析,若汇流条规格从5mm*0.22mm调整为8mm*0.35mm,如表一,线电阻减少11.16 mΩ/m。根据P钢珠=I?R折算,功率可提升约1.04W(如表一,电流取8.18A,组件内折合汇流条长度取1.394m)。实验方面,用这两种规格汇流条同时生产200块组件,相同电池效率档、相同测试机台(单因子对比),其中选用8mm*0.35mm规格汇流条的组件功率比选用5mm*0.22mm规格汇流条的组件功率平均高约1W。
表一 不同规格汇流条电阻和功率差异情况
责任编辑:carol
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