mô-đun pin mặt trời

Nói chung, mô-đun pin mặt trời bao gồm năm lớp từ trên xuống dưới, bao gồm kính quang điện, màng dính đóng gói, chip tế bào, màng dính đóng gói và bảng nối đa năng:

（1） Kính quang điện

Do độ bền cơ học của tế bào quang điện mặt trời đơn lẻ kém nên rất dễ bị vỡ;Độ ẩm và khí ăn mòn trong không khí sẽ dần dần oxy hóa và làm gỉ điện cực, không thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt của công việc ngoài trời;Đồng thời, điện áp làm việc của các tế bào quang điện đơn lẻ thường nhỏ, khó đáp ứng nhu cầu của các thiết bị điện nói chung.Do đó, pin mặt trời thường được niêm phong giữa bảng đóng gói và bảng nối đa năng bằng màng EVA để tạo thành một mô-đun quang điện không thể chia cắt có đóng gói và kết nối bên trong có thể cung cấp đầu ra DC một cách độc lập.Một số mô-đun quang điện, bộ biến tần và các phụ kiện điện khác tạo thành hệ thống phát điện quang điện.

Sau khi lớp kính quang điện bao phủ mô-đun quang điện được phủ, nó có thể đảm bảo độ truyền ánh sáng cao hơn, để pin mặt trời có thể tạo ra nhiều điện hơn;Đồng thời, kính quang điện cường lực có độ bền cao hơn, có thể làm cho pin mặt trời chịu được áp suất gió lớn hơn và chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn hơn.Do đó, kính quang điện là một trong những phụ kiện không thể thiếu của các mô-đun quang điện.

Tế bào quang điện chủ yếu được chia thành tế bào silicon tinh thể và tế bào màng mỏng.Kính quang điện được sử dụng cho các tế bào silicon kết tinh chủ yếu sử dụng phương pháp cán và kính quang điện được sử dụng cho các tế bào màng mỏng chủ yếu sử dụng phương pháp nổi.

（2） Màng keo làm kín (EVA)

Màng keo đóng gói pin mặt trời nằm ở giữa mô-đun pin mặt trời, bao bọc tấm pin và được liên kết với kính và tấm phía sau.Các chức năng chính của màng dính đóng gói pin mặt trời bao gồm: cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho thiết bị dây chuyền pin mặt trời, cung cấp khả năng ghép quang tối đa giữa tế bào và bức xạ mặt trời, cách ly vật lý tế bào và đường dây, đồng thời dẫn nhiệt do tế bào tạo ra, v.v… Vì vậy, sản phẩm màng bao bì cần phải có tính năng ngăn hơi nước cao, độ truyền ánh sáng khả kiến ​​cao, điện trở suất lớn, khả năng chống chịu thời tiết và hiệu suất chống PID.

Hiện tại, màng dính EVA là vật liệu màng dính được sử dụng rộng rãi nhất để đóng gói pin mặt trời.Tính đến năm 2018, thị phần của nó là khoảng 90%.Nó có hơn 20 năm lịch sử ứng dụng, với hiệu suất sản phẩm cân bằng và hiệu suất chi phí cao.Màng dính POE là một vật liệu màng dính bao bì quang điện được sử dụng rộng rãi khác.Tính đến năm 2018, thị phần của nó là khoảng 9% 5. Sản phẩm này là một chất đồng trùng hợp ethylene octene, có thể được sử dụng để đóng gói các mô-đun kính đơn và kính đôi năng lượng mặt trời, đặc biệt là trong các mô-đun kính đôi.Màng keo POE có các đặc tính tuyệt vời như tỷ lệ cản hơi nước cao, độ truyền ánh sáng khả kiến ​​cao, điện trở suất lớn, khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời và hiệu suất chống PID lâu dài.Ngoài ra, hiệu suất phản xạ cao độc đáo của sản phẩm này có thể cải thiện việc sử dụng hiệu quả ánh sáng mặt trời cho mô-đun, giúp tăng sức mạnh của mô-đun và có thể giải quyết vấn đề tràn màng keo trắng sau khi cán mô-đun.

（3） Chip pin

Pin mặt trời silicon là một thiết bị đầu cuối điển hình.Hai thiết bị đầu cuối tương ứng trên bề mặt nhận ánh sáng và bề mặt đèn nền của chip silicon.

Nguyên tắc tạo ra quang điện: Khi một phôtôn chiếu vào kim loại thì năng lượng của nó có thể bị êlectron trong kim loại hấp thụ hoàn toàn.Năng lượng mà êlectron hấp thụ đủ lớn để thắng lực Coulomb bên trong nguyên tử kim loại và sinh công, thoát ra khỏi bề mặt kim loại và trở thành êlectron quang điện.Nguyên tử silic có bốn electron lớp ngoài cùng.Nếu silicon nguyên chất được pha tạp với các nguyên tử có năm electron lớp ngoài cùng, chẳng hạn như nguyên tử phốt pho, thì nó sẽ trở thành chất bán dẫn loại N;Nếu silicon nguyên chất được pha tạp với các nguyên tử có ba electron bên ngoài, chẳng hạn như nguyên tử boron, thì chất bán dẫn loại P được hình thành.Khi loại P và loại N được kết hợp với nhau, bề mặt tiếp xúc sẽ tạo thành hiệu điện thế và trở thành pin mặt trời.Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào đường giao nhau PN, dòng điện chạy từ phía loại P sang phía loại N, tạo thành dòng điện.

Theo các vật liệu khác nhau được sử dụng, pin mặt trời có thể được chia thành ba loại: loại thứ nhất là pin mặt trời silicon kết tinh, bao gồm silicon đơn tinh thể và silicon đa tinh thể.Nghiên cứu và phát triển và ứng dụng thị trường của họ tương đối chuyên sâu, hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, chiếm thị phần chính của chip pin hiện tại;Loại thứ hai là pin mặt trời màng mỏng, bao gồm màng silicon, hợp chất và vật liệu hữu cơ.Tuy nhiên, do sự khan hiếm hoặc độc tính của nguyên liệu thô, hiệu suất chuyển đổi thấp, độ ổn định kém và các nhược điểm khác, chúng hiếm khi được sử dụng trên thị trường;Loại thứ ba là pin mặt trời mới, bao gồm pin mặt trời nhiều lớp, hiện đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển và công nghệ vẫn chưa hoàn thiện.

Nguyên liệu chính của pin mặt trời là polysilicon (có thể sản xuất thanh silicon đơn tinh thể, thỏi polysilicon, v.v.).Quy trình sản xuất chủ yếu bao gồm: làm sạch và đổ xô, khuếch tán, khắc cạnh, thủy tinh silicon khử phốt pho, PECVD, in lụa, thiêu kết, thử nghiệm, v.v.

Sự khác biệt và mối quan hệ giữa bảng quang điện đơn tinh thể và đa tinh thể được mở rộng tại đây

Đơn tinh thể và đa tinh thể là hai lộ trình kỹ thuật của năng lượng mặt trời silicon kết tinh.Nếu so sánh đơn tinh thể với một viên đá hoàn chỉnh thì đa tinh thể là loại đá được tạo thành từ những viên đá vụn.Do các tính chất vật lý khác nhau, hiệu suất chuyển đổi quang điện của đơn tinh thể cao hơn so với đa tinh thể, nhưng giá thành của đa tinh thể tương đối thấp.

Hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đơn tinh thể là khoảng 18% và cao nhất là 24%.Đây là hiệu suất chuyển đổi quang điện cao nhất trong các loại pin mặt trời nhưng giá thành sản xuất cao.Bởi vì silicon đơn tinh thể thường được đóng gói bằng kính cường lực và nhựa không thấm nước nên nó bền và có tuổi thọ 25 năm.

Quy trình sản xuất pin mặt trời silicon đa tinh thể tương tự như quy trình sản xuất pin mặt trời silicon đơn tinh thể, nhưng hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đa tinh thể cần phải giảm đi rất nhiều và hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó là khoảng 16%.Về chi phí sản xuất, nó rẻ hơn so với pin mặt trời silicon đơn tinh thể.Vật liệu dễ sản xuất, tiết kiệm điện năng tiêu thụ, tổng chi phí sản xuất thấp.

Mối quan hệ giữa đơn tinh thể và đa tinh thể: đa tinh thể là đơn tinh thể có khuyết tật.

Với sự gia tăng của đấu thầu trực tuyến mà không cần trợ cấp và sự khan hiếm tài nguyên đất có thể lắp đặt ngày càng tăng, nhu cầu về các sản phẩm hiệu quả trên thị trường toàn cầu ngày càng tăng.Sự chú ý của các nhà đầu tư cũng đã chuyển từ cơn sốt trước đó sang nguồn ban đầu, đó là hiệu suất phát điện và độ tin cậy lâu dài của chính dự án, đây là chìa khóa cho doanh thu của nhà máy điện trong tương lai.Ở giai đoạn này, công nghệ đa tinh thể vẫn có lợi thế về giá thành, nhưng hiệu quả tương đối thấp.

Có nhiều lý do giải thích cho sự phát triển chậm chạp của công nghệ đa tinh thể: một mặt, chi phí nghiên cứu và phát triển vẫn cao, dẫn đến chi phí sản xuất các quy trình mới cao.Mặt khác, giá thiết bị cực kỳ đắt.Tuy nhiên, mặc dù hiệu suất và hiệu suất phát điện của các đơn tinh thể hiệu quả vượt xa các đa tinh thể và đơn tinh thể thông thường, một số khách hàng nhạy cảm về giá vẫn sẽ “không thể cạnh tranh” khi lựa chọn.

Hiện tại, công nghệ đơn tinh thể hiệu quả đã đạt được sự cân bằng tốt giữa hiệu suất và chi phí.Khối lượng bán hàng của đơn tinh thể đã chiếm một vị trí hàng đầu trên thị trường.

（4） Bảng nối đa năng

Bảng nối đa năng năng lượng mặt trời là vật liệu đóng gói quang điện nằm ở mặt sau của mô-đun pin mặt trời.Nó chủ yếu được sử dụng để bảo vệ mô-đun pin mặt trời trong môi trường ngoài trời, chống lại sự ăn mòn của các yếu tố môi trường như ánh sáng, độ ẩm và nhiệt trên màng đóng gói, chip tế bào và các vật liệu khác, đồng thời đóng vai trò bảo vệ cách nhiệt chống chịu thời tiết.Do bảng nối đa năng nằm ở lớp ngoài cùng ở mặt sau của mô-đun PV và tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, nên nó phải có khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp tuyệt vời, khả năng chống bức xạ tia cực tím, chống lão hóa do môi trường, ngăn hơi nước, cách điện, v.v. các đặc tính để đáp ứng tuổi thọ 25 năm của mô-đun pin mặt trời.Với sự cải tiến liên tục các yêu cầu về hiệu suất phát điện của ngành quang điện, một số sản phẩm bảng nối đa năng năng lượng mặt trời hiệu suất cao cũng có độ phản xạ ánh sáng cao để cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện của các mô-đun năng lượng mặt trời.

Theo phân loại vật liệu, bảng nối đa năng chủ yếu được chia thành các polyme hữu cơ và các chất vô cơ.Bảng nối đa năng mặt trời thường đề cập đến các polyme hữu cơ và các chất vô cơ chủ yếu là thủy tinh.Theo quy trình sản xuất, chủ yếu có loại composite, loại phủ và loại đồng đùn.Hiện tại, bảng nối đa năng tổng hợp chiếm hơn 78% thị trường bảng nối đa năng.Do ứng dụng ngày càng tăng của các thành phần kính kép, thị phần của bảng nối đa năng bằng kính vượt quá 12%, và thị phần của bảng nối đa năng được phủ và các bảng nối đa năng cấu trúc khác là khoảng 10%.

Nguyên liệu thô của bảng nối đa năng mặt trời chủ yếu bao gồm màng nền PET, vật liệu flo và chất kết dính.Màng nền PET chủ yếu cung cấp tính năng cách nhiệt và cơ học, nhưng khả năng chống chịu thời tiết tương đối kém;Vật liệu flo chủ yếu được chia thành hai dạng: màng flo và nhựa chứa flo, cung cấp vật liệu cách nhiệt, chống chịu thời tiết và đặc tính rào cản;Chất kết dính có thành phần chủ yếu là nhựa tổng hợp, chất đóng rắn, phụ gia chức năng và các hóa chất khác.Nó được sử dụng để liên kết màng nền PET và màng flo trong bảng nối đa năng composite.Hiện tại, các bảng nối đa năng của các mô-đun pin mặt trời chất lượng cao về cơ bản sử dụng vật liệu florua để bảo vệ màng nền PET.Sự khác biệt duy nhất là hình thức và thành phần của vật liệu florua được sử dụng là khác nhau.Vật liệu flo được kết hợp trên màng nền PET bằng chất kết dính ở dạng màng flo, là một bảng nối đa năng tổng hợp;Nó được phủ trực tiếp lên màng nền PET ở dạng nhựa có chứa flo thông qua quy trình đặc biệt, được gọi là bảng nối đa năng được phủ.

Nói chung, bảng nối đa năng tổng hợp có hiệu suất toàn diện vượt trội do tính toàn vẹn của màng flo của nó;Bảng nối đa năng được phủ có lợi thế về giá vì chi phí vật liệu thấp.

Các loại bảng nối đa năng chính

Bảng nối đa năng mặt trời tổng hợp có thể được chia thành bảng nối đa năng màng flo hai mặt, bảng nối đa năng màng flo một mặt và bảng nối đa năng không chứa flo theo hàm lượng flo.Do khả năng chống chịu thời tiết tương ứng và các đặc điểm khác, chúng phù hợp với các môi trường khác nhau.Nói chung, khả năng chống chịu thời tiết với môi trường được theo sau bởi bảng nối đa năng màng flo hai mặt, bảng nối đa năng màng flo một mặt và bảng nối đa năng không chứa flo, và giá của chúng thường giảm theo lượt.

Lưu ý: (1) Màng PVF (nhựa monofluorinated) được ép đùn từ chất đồng trùng hợp PVF.Quá trình hình thành này đảm bảo rằng lớp trang trí PVF nhỏ gọn và không có các khuyết tật như lỗ kim và vết nứt thường xảy ra trong quá trình phun hoặc lăn lớp phủ PVDF (nhựa khử flo).Do đó, khả năng cách nhiệt của lớp trang trí phim PVF vượt trội hơn so với lớp phủ PVDF.Vật liệu bao phim PVF có thể sử dụng ở những nơi có môi trường ăn mòn kém hơn;

(2) Trong quá trình sản xuất màng PVF, sự sắp xếp ép đùn của mạng phân tử dọc và ngang giúp tăng cường đáng kể độ bền vật lý của nó, do đó màng PVF có độ dẻo dai cao hơn;

(3) Phim PVF có khả năng chống mài mòn mạnh hơn và tuổi thọ cao hơn;

(4) Bề mặt của màng PVF ép đùn mịn và tinh tế, không có sọc, vỏ cam, nếp nhăn nhỏ và các khuyết tật khác được tạo ra trên bề mặt trong quá trình sơn lăn hoặc phun.

kịch bản áp dụng

Do khả năng chống chịu thời tiết vượt trội, bảng nối đa năng tổng hợp màng flo hai mặt có thể chịu được các môi trường khắc nghiệt như lạnh, nhiệt độ cao, gió và cát, mưa, v.v., và thường được sử dụng rộng rãi ở cao nguyên, sa mạc, Gobi và các vùng khác;Bảng nối đa năng tổng hợp màng flo một mặt là một sản phẩm giảm chi phí của bảng nối đa năng tổng hợp màng flo hai mặt.So với bảng nối đa năng màng flo hai mặt, lớp bên trong của nó có khả năng chống tia cực tím và tản nhiệt kém, chủ yếu áp dụng cho mái nhà và khu vực có bức xạ tia cực tím vừa phải.

6、Biến tần PV

Trong quá trình phát điện quang điện mặt trời, năng lượng do các mảng quang điện tạo ra là nguồn DC, nhưng nhiều tải cần nguồn AC.Hệ thống cung cấp điện DC có những hạn chế lớn, không thuận tiện cho việc chuyển đổi điện áp và phạm vi ứng dụng tải cũng bị hạn chế.Ngoại trừ các tải điện đặc biệt, bộ biến tần được yêu cầu để chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC.Biến tần quang điện là trái tim của hệ thống phát điện quang điện mặt trời.Nó chuyển đổi nguồn DC do hệ thống phát điện quang điện tạo ra thành nguồn điện xoay chiều theo yêu cầu của cuộc sống thông qua công nghệ chuyển đổi điện tử công suất và là một trong những thành phần cốt lõi quan trọng nhất của nhà máy quang điện.