módulo de célula solar

Geralmente, o módulo de célula solar é composto de cinco camadas de cima para baixo, incluindo vidro fotovoltaico, filme adesivo de embalagem, chip de célula, filme adesivo de embalagem e painel traseiro:

(1) Vidro fotovoltaico

Devido à baixa resistência mecânica da única célula solar fotovoltaica, é fácil quebrá-la;A umidade e o gás corrosivo no ar irão gradualmente oxidar e enferrujar o eletrodo, e não podem suportar as duras condições de trabalho ao ar livre;Ao mesmo tempo, a tensão de trabalho de células fotovoltaicas individuais geralmente é pequena, o que dificulta atender às necessidades de equipamentos elétricos em geral.Portanto, as células solares são geralmente seladas entre um painel de embalagem e um painel traseiro por filme EVA para formar um módulo fotovoltaico indivisível com embalagem e conexão interna que pode fornecer saída CC de forma independente.Vários módulos fotovoltaicos, inversores e outros acessórios elétricos constituem o sistema de geração de energia fotovoltaica.

Depois que o vidro fotovoltaico que cobre o módulo fotovoltaico é revestido, ele pode garantir uma maior transmitância de luz, para que a célula solar possa gerar mais eletricidade;Ao mesmo tempo, o vidro fotovoltaico temperado tem maior resistência, o que pode fazer com que as células solares suportem maior pressão do vento e maior diferença de temperatura diurna.Portanto, o vidro fotovoltaico é um dos acessórios indispensáveis ​​dos módulos fotovoltaicos.

As células fotovoltaicas são divididas principalmente em células de silício cristalino e células de filme fino.O vidro fotovoltaico usado para células de silício cristalino adota principalmente o método de calandragem, e o vidro fotovoltaico usado para células de filme fino adota principalmente o método de flutuação.

(2) Filme adesivo de vedação (EVA)

A película adesiva de embalagem da célula solar está localizada no meio do módulo da célula solar, que envolve a folha da célula e é colada com o vidro e a placa traseira.As principais funções do filme adesivo para embalagem de células solares incluem: fornecer suporte estrutural para o equipamento da linha de células solares, fornecer acoplamento óptico máximo entre a célula e a radiação solar, isolar fisicamente a célula e a linha e conduzir o calor gerado pela célula, etc. Portanto, os produtos de filme de embalagem precisam ter alta barreira ao vapor de água, alta transmitância de luz visível, resistividade de alto volume, resistência a intempéries e desempenho anti-PID.

Atualmente, o filme adesivo EVA é o material de filme adesivo mais utilizado para embalagens de células solares.A partir de 2018, sua participação no mercado é de cerca de 90%.Possui mais de 20 anos de história de aplicação, com desempenho de produto equilibrado e desempenho de alto custo.O filme adesivo POE é outro material de filme adesivo de embalagem fotovoltaica amplamente utilizado.Em 2018, sua participação no mercado é de cerca de 9% 5. Este produto é um copolímero de etileno octeno, que pode ser usado para embalagem de módulos solares de vidro simples e duplo, especialmente em módulos de vidro duplo.O filme adesivo POE possui excelentes características, como alta taxa de barreira ao vapor de água, alta transmitância de luz visível, resistividade de alto volume, excelente resistência a intempéries e desempenho anti-PID de longo prazo.Além disso, o alto desempenho reflexivo exclusivo deste produto pode melhorar a utilização efetiva da luz solar para o módulo, ajudar a aumentar a potência do módulo e resolver o problema de transbordamento de filme adesivo branco após a laminação do módulo.

(3) chip de bateria

A célula solar de silício é um dispositivo típico de dois terminais.Os dois terminais estão respectivamente na superfície receptora de luz e na superfície de luz de fundo do chip de silício.

O princípio da geração de energia fotovoltaica: quando um fóton brilha em um metal, sua energia pode ser totalmente absorvida por um elétron no metal.A energia absorvida pelo elétron é grande o suficiente para superar a força de Coulomb dentro do átomo de metal e realizar trabalho, escapar da superfície do metal e se tornar um fotoelétron.O átomo de silício tem quatro elétrons externos.Se o silício puro for dopado com átomos com cinco elétrons externos, como átomos de fósforo, ele se torna um semicondutor do tipo N;Se o silício puro for dopado com átomos com três elétrons externos, como átomos de boro, um semicondutor do tipo P é formado.Quando o tipo P e o tipo N são combinados, a superfície de contato formará uma diferença de potencial e se tornará uma célula solar.Quando a luz solar incide na junção PN, a corrente flui do lado do tipo P para o lado do tipo N, formando uma corrente.

De acordo com os diferentes materiais utilizados, as células solares podem ser divididas em três categorias: a primeira categoria são as células solares de silício cristalino, incluindo silício monocristalino e silício policristalino.Sua pesquisa, desenvolvimento e aplicação no mercado são relativamente profundos, e sua eficiência de conversão fotoelétrica é alta, ocupando a principal participação de mercado do atual chip de bateria;A segunda categoria são as células solares de filme fino, incluindo filmes à base de silício, compostos e materiais orgânicos.No entanto, devido à escassez ou toxicidade das matérias-primas, baixa eficiência de conversão, baixa estabilidade e outras deficiências, eles raramente são usados ​​no mercado;A terceira categoria são as novas células solares, incluindo células solares laminadas, que estão atualmente em fase de pesquisa e desenvolvimento e a tecnologia ainda não está madura.

As principais matérias-primas das células solares são o polissilício (que pode produzir bastões de silício monocristalino, lingotes de polissilício, etc.).O processo de produção inclui principalmente: limpeza e flocagem, difusão, gravação de bordas, vidro de silício desfosforado, PECVD, serigrafia, sinterização, testes, etc.

A diferença e a relação entre monocristais e painéis fotovoltaicos policristalinos são estendidas aqui

Cristal único e policristalino são duas rotas técnicas de energia solar de silício cristalino.Se o monocristal for comparado a uma pedra completa, o policristalino é uma pedra feita de brita.Devido a diferentes propriedades físicas, a eficiência de conversão fotoelétrica do monocristal é maior que a do policristal, mas o custo do policristal é relativamente baixo.

A eficiência de conversão fotoelétrica das células solares de silício monocristalino é de cerca de 18% e a mais alta é de 24%.Esta é a maior eficiência de conversão fotoelétrica de todos os tipos de células solares, mas o custo de produção é alto.Como o silício monocristalino geralmente é embalado com vidro temperado e resina à prova d'água, ele é durável e tem uma vida útil de 25 anos.

O processo de produção de células solares de silício policristalino é semelhante ao das células solares de silício monocristalino, mas a eficiência de conversão fotoelétrica das células solares de silício policristalino precisa ser muito reduzida e sua eficiência de conversão fotoelétrica é de cerca de 16%.Em termos de custo de produção, é mais barato que as células solares de silício monocristalino.Os materiais são fáceis de fabricar, economizando consumo de energia e o custo total de produção é baixo.

Relação entre monocristal e policristal: policristal é um monocristal com defeitos.

Com o aumento de licitações online sem subsídios e a crescente escassez de recursos de terras instaláveis, a demanda por produtos eficientes no mercado global está aumentando.A atenção dos investidores também mudou da corrida anterior para a fonte original, ou seja, o desempenho da geração de energia e a confiabilidade de longo prazo do próprio projeto, que é a chave para a receita futura da usina.Nesta fase, a tecnologia policristalina ainda apresenta vantagens de custo, mas sua eficiência é relativamente baixa.

Existem muitas razões para o crescimento lento da tecnologia policristalina: por um lado, o custo de pesquisa e desenvolvimento permanece alto, o que leva ao alto custo de fabricação de novos processos.Por outro lado, o preço do equipamento é extremamente caro.No entanto, embora a eficiência de geração de energia e o desempenho de monocristais eficientes estejam além do alcance de policristais e monocristais comuns, alguns clientes sensíveis ao preço ainda serão “incapazes de competir” ao escolher.

Atualmente, a tecnologia eficiente de cristal único alcançou um bom equilíbrio entre desempenho e custo.O volume de vendas de cristal único ocupou uma posição de liderança no mercado.

(4) Painel traseiro

O backplane solar é um material de embalagem fotovoltaico localizado na parte traseira do módulo de célula solar.É usado principalmente para proteger o módulo de célula solar no ambiente externo, resistir à corrosão de fatores ambientais, como luz, umidade e calor no filme de embalagem, chips de células e outros materiais, e desempenhar um papel de proteção de isolamento resistente às intempéries.Como o backplane está localizado na camada mais externa na parte traseira do módulo fotovoltaico e está em contato direto com o ambiente externo, ele deve ter excelente resistência a altas e baixas temperaturas, resistência à radiação ultravioleta, resistência ao envelhecimento ambiental, barreira ao vapor de água, isolamento elétrico e outros propriedades para atender a vida útil de 25 anos do módulo de célula solar.Com a melhoria contínua dos requisitos de eficiência de geração de energia da indústria fotovoltaica, alguns produtos de backplane solar de alto desempenho também possuem alta refletividade de luz para melhorar a eficiência de conversão fotoelétrica dos módulos solares.

De acordo com a classificação dos materiais, o backplane é dividido principalmente em polímeros orgânicos e substâncias inorgânicas.O backplane solar geralmente se refere a polímeros orgânicos, e as substâncias inorgânicas são principalmente vidro.De acordo com o processo de produção, existem principalmente tipo composto, tipo de revestimento e tipo de coextrusão.Atualmente, o backplane composto responde por mais de 78% do mercado de backplane.Devido à crescente aplicação de componentes de vidro duplo, a participação de mercado do backplane de vidro excede 12%, e a do backplane revestido e outros backplanes estruturais é de cerca de 10%.

As matérias-primas do backplane solar incluem principalmente filme de base PET, material de flúor e adesivo.O filme de base PET fornece principalmente isolamento e propriedades mecânicas, mas sua resistência a intempéries é relativamente baixa;Os materiais de flúor são divididos principalmente em duas formas: filme de flúor e resina contendo flúor, que fornecem isolamento, resistência a intempéries e propriedade de barreira;O adesivo é composto principalmente de resina sintética, agente de cura, aditivos funcionais e outros produtos químicos.É usado para unir filme de base PET e filme de flúor em backplane composto.Atualmente, os painéis traseiros dos módulos de células solares de alta qualidade usam basicamente materiais de flúor para proteger o filme de base PET.A única diferença é que a forma e a composição dos materiais fluoretados usados ​​são diferentes.O material de flúor é composto no filme base de PET por adesivo na forma de filme de flúor, que é um backplane composto;É revestido diretamente no filme de base PET na forma de resina contendo flúor através de um processo especial, chamado backplane revestido.

De um modo geral, o backplane composto tem desempenho abrangente superior devido à integridade de seu filme de flúor;O backplane revestido tem uma vantagem de preço devido ao seu baixo custo de material.

Principais tipos de backplane composto

O backplane solar composto pode ser dividido em backplane de filme de flúor de dupla face, backplane de filme de flúor de um lado e backplane sem flúor de acordo com o teor de flúor.Por causa de suas respectivas resistências às intempéries e outras características, eles são adequados para diferentes ambientes.De um modo geral, a resistência às intempéries para o meio ambiente é seguida por backplane de filme de flúor de dupla face, backplane de filme de flúor de face única e backplane sem flúor, e seus preços geralmente diminuem por sua vez.

Observação: (1) O filme PVF (resina monofluorada) é extrudado do copolímero PVF.Este processo de formação garante que a camada decorativa de PVF seja compacta e livre de defeitos, como furos e rachaduras que ocorrem frequentemente durante a pulverização de revestimento de PVDF (resina difluorada) ou revestimento de rolo.Portanto, o isolamento da camada decorativa de filme PVF é superior ao revestimento PVDF.O material de cobertura de filme PVF pode ser usado em locais com ambiente de corrosão pior;

(2) No processo de fabricação do filme PVF, o arranjo de extrusão da rede molecular ao longo das direções longitudinal e transversal fortalece muito sua resistência física, de modo que o filme PVF tem maior tenacidade;

(3) O filme PVF tem maior resistência ao desgaste e vida útil mais longa;

(4) A superfície do filme PVF extrudado é lisa e delicada, livre de listras, casca de laranja, micro rugas e outros defeitos produzidos na superfície durante o revestimento ou pulverização do rolo.

Cenários aplicáveis

Devido à sua resistência superior às intempéries, o painel traseiro composto de filme de flúor de dupla face pode suportar ambientes severos, como frio, alta temperatura, vento e areia, chuva, etc., e geralmente é amplamente utilizado em planaltos, desertos, Gobi e outras regiões;O painel traseiro composto de filme de flúor de um lado é um produto de redução de custos do painel traseiro composto de filme de flúor de dois lados.Comparado com o painel traseiro composto de filme de flúor de dupla face, sua camada interna tem baixa resistência ultravioleta e dissipação de calor, que é aplicável principalmente a telhados e áreas com radiação ultravioleta moderada.

6, inversor fotovoltaico

No processo de geração de energia solar fotovoltaica, a energia gerada pelas matrizes fotovoltaicas é CC, mas muitas cargas precisam de energia CA.O sistema de fonte de alimentação DC tem grandes limitações, o que não é conveniente para transformação de tensão, e o escopo de aplicação de carga também é limitado.Exceto para cargas elétricas especiais, os inversores são necessários para converter energia CC em energia CA.O inversor fotovoltaico é o coração do sistema de geração de energia solar fotovoltaica.Ele converte a energia CC gerada pelo sistema de geração de energia fotovoltaica na energia CA necessária à vida por meio da tecnologia de conversão eletrônica de energia e é um dos componentes centrais mais importantes da usina fotovoltaica.