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雙層鍍膜光伏玻璃對(duì)雙玻組件性能的影響

雙層鍍膜光伏玻璃對(duì)雙玻組件性能的影響


光伏組件主要由太陽(yáng)電池、涂錫銅帶、光伏玻璃、EVA膠膜、背板、鋁邊框、硅膠、接線盒這8部分構(gòu)成。

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其中，光伏玻璃作為光伏組件主要材料中成本占比較高的物料，其在技術(shù)上的提升已迫在眉睫。

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光伏玻璃的主要成分為SiO2，與普通建筑玻璃相比，其具有“超白”“高透”的特點(diǎn)。而光伏玻璃的透光率會(huì)直接影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。
目前，普通光伏玻璃的透光率約為91%，而利用光的干涉原理在光伏玻璃上制備一層厚度約為120nm的多孔SiO2減反射膜(即單層鍍膜)后，光伏玻璃的透光率可以達(dá)到93%左右。
由于太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍為380~1100nm，單層鍍膜的光伏玻璃只能降低某一波長(zhǎng)附近的反射率，因此并不能提高其在整個(gè)波段的透光率。
針對(duì)此問(wèn)題，研究人員對(duì)不同材質(zhì)的雙層及多層鍍膜光伏玻璃進(jìn)行了研究，但由于研究所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的精度較高且價(jià)格昂貴，因此該研究結(jié)果無(wú)法滿足大批量生產(chǎn)的需求。


光伏組件輸出功率對(duì)比實(shí)驗(yàn)


01
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2種雙玻單晶硅光伏組件的電性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 2種雙玻單晶硅光伏組件的電性能參數(shù)對(duì)比

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從表1的測(cè)試結(jié)果可以看出：針對(duì)同種版型的雙玻單晶硅光伏組件，在測(cè)試機(jī)臺(tái)及光伏組件其他主要材料一致，且分別配置同一廠家生產(chǎn)的雙層鍍膜光伏玻璃與單層鍍膜光伏玻璃的前提下，雙層鍍膜玻璃光伏組件的*大輸出功率比單層鍍膜玻璃光伏組件的*大輸出功率高3.32W，短路電流提升了0.08A。


雙層鍍膜光伏玻璃的增效分析及其工藝流程


01
玻璃透光率對(duì)光伏組件光電轉(zhuǎn)換效率的影響

太陽(yáng)電池的工作原理主要是通過(guò)光生伏特效應(yīng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。當(dāng)太陽(yáng)光照射太陽(yáng)電池時(shí)，入射光的能量超過(guò)單晶硅半導(dǎo)體的禁帶寬度，在p-n結(jié)處就會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，若這些電子-空穴對(duì)未復(fù)合，就會(huì)在內(nèi)電場(chǎng)的影響下進(jìn)行移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。
光伏組件的短路電流可以通過(guò)光伏組件的短路電流密度乘以太陽(yáng)電池的面積計(jì)算得到，而玻璃的透光率會(huì)直接影響光伏組件的短路電流密度，*終會(huì)影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。
使用透光率測(cè)試儀，對(duì)某廠家生產(chǎn)的單層鍍膜光伏玻璃和雙層鍍膜光伏玻璃的透光率分別進(jìn)行測(cè)試，并與所采用的單晶硅太陽(yáng)電池的量子效率曲線進(jìn)行對(duì)比。
不同波長(zhǎng)下2種鍍膜光伏玻璃的透光率和單晶硅太陽(yáng)電池的量子效率曲線如圖1所示。
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圖1 不同波長(zhǎng)下2種鍍膜光伏玻璃的透光率和單晶硅太陽(yáng)電池的量子效率曲線
從圖1可以看出：單晶硅太陽(yáng)電池在380~1030nm區(qū)間的量子效率可達(dá)到90%以上，因此單晶硅太陽(yáng)電池在此波段的光電轉(zhuǎn)換效率較高。
而與單層鍍膜光伏玻璃相比，雙層鍍膜光伏玻璃在800～1030nm長(zhǎng)波段的透光率較高(該波段二者差異更明顯)，從而可使長(zhǎng)波段的太陽(yáng)光盡可能到達(dá)單晶硅太陽(yáng)電池表面，提高單晶硅光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。
02
雙層鍍膜光伏玻璃的透光率特性

光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生折射與反射，其反射率 R 可表示為：

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式中：n1、n2分別為光在2種不同介質(zhì)中的折射率，當(dāng)這2種介質(zhì)的折射率相近時(shí)，光的反射率就會(huì)減小。
雙層鍍膜光伏玻璃的入射光線路線示意圖如圖2所示。
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圖2 雙層鍍膜光伏玻璃的入射光線路線示意圖
圖中：n1為第1層膜的折射率；n2為第2層膜的折射率；n3為玻璃原片的折射率；R01為第1層膜與空氣之間的反射率；R12為指第2層膜與第1層膜之間的反射率；R23為指玻璃原片與第2層膜之間的反射率。

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