太阳能电池调研.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流1.2.3.4. 太阳能电池调研.精品文档.5. 薄膜太阳能电池的封装方式有哪些？不同封装方式的优缺点各是什么？基于光固化技术的薄膜太阳能电池封装方法：首先在前面板基材上制备太阳能电池芯片，再利用光固化技术在其上快速成型封装材料，其中所述封装材料包含一个光固化水氧阻隔层(其水蒸汽透过率优选1g/m2.day，氧气透过率优选1cc/m2.day)和一个具有良好耐候性能的光固化最外保护层(其作用是抗划伤，耐磨，耐潮湿，硬度优选2H)，封装顺序是：先在制备有太阳能电池芯片的前面板基材上光固化水氧阻隔层，再在光固化水氧阻隔层上光固化最外保护层，以前面

2、板基材、太阳能电池芯片、光固化水氧阻隔层、光固化最外保护层的叠层顺序完成太阳能电池的封装加工，本发明能够极大的提高太阳能电池的封装速度，封装工艺性好，产品成品率高、一致性好。 专利号CN200910060344.0 基于光固化技术的薄膜太阳能电池封装方法；发明人：朱宗文一种用于染料敏化太阳能电池的封装方法，首先在将要做铂电极基板的FTO导电玻璃上垂直于玻璃表面打通孔；然后采用丝网印刷技术把二氧化钛印在制作光阳极的FTO导电玻璃上；再将印刷完成的二氧化钛薄膜进行烧结，烧结完成后，采用丝网印刷技术把UV固化胶印刷于薄膜间的空隙位置，然后盖上铂电极基板再进行UV固化，这样就可以使每块二氧化钛都封装完

3、毕；再通过作为铂电极基板的FTO玻璃上的通孔进行电解质灌注；最后再用UV胶把所述通孔进行封装，本发明的封装方法涂敷精度比较高，而且工艺简单，大大缩短了封装时间，提高了生产效率。 CN200810231662.4 一种用于染料敏化太阳能电池的封装方法；彩虹集团公司 一种染料敏化太阳能电池的封装方法，包括如下步骤：首先在电池片背面通过热熔胶粘接相应尺寸的聚酯薄膜，其次再在上述粘接了聚酯薄膜的电池片的四周加装树脂边框，最后用玻璃胶密封固定所述的树脂边框，即完成封装。该方法不仅工艺简单、成本低廉，特别是解决了全固态染料敏化太阳能电池暴露在空气中吸水和氧化的难题，是一种提高全固态染料敏化太阳能电池稳定性

4、的有效方法。CN201010122314.0 一种全固态染料敏化太阳能电池封装方法；华中科技大学2. 单晶硅太阳能电池的封装方式有哪些？目前单晶硅太阳能电池的封装形式主要层压工艺和滴胶工艺两种3. 目前市售产品采用的常规封装方式各是什么？第一、玻璃层压封装。层压封装是根据实际功率需要，将太阳能电池片切割、串联、焊接后置于TPT底板(涂有EVA胶)和钢化玻璃板之间，经层压机真空、高温、加热、层压后形成一个坚固的整体，再加上铝合金外框而形成。产品特点是:成本高、寿命长(保20年以上)、环境适应性强、用于大功率太阳能设备，或者太阳能发电站。第二、环氧树脂胶封装(简称“胶封”)胶封工艺是将太阳能电池片

5、切割成小片后，焊接、测试、灌胶、抽真空、固化封装而成。整个过程大部分手工完成。产品特点寿命短(2年左右)，成本低，体积小，易于与消费性电子产品结合使用。胶封太阳能组件和玻璃层压太阳能电池组件的区别是:胶封太阳能电池组件主要用于低功率用电器，一般0.1W-2W，寿命一般2-3年，主要应用于低功率消费类电子产品，如:太阳能充电器、太阳能草坪灯、太阳能手机等。玻璃层压封装太阳能电池片用于大功率用电器、太阳能发电站等。目前市场上应用比较广泛的封装工艺有两种：用TPE材料封装。先在薄膜电池上铺上EVA，再铺上TPE，进层压机封装；用浮法玻璃封装。也是先铺上EVA，再铺上浮法玻璃，进层压机封装；层压机的温

6、度基本上都在140度左右，时间基本在2030分钟，具体多少要依EVA，及背板材料情况来进行实验。前者的优点是电池比较轻，缺点是不能做成透光的组件，而且电池板弯曲度会变大，可能影响电池效率；后者因有两块玻璃，比较重，但可以做成透光的BIPV组件，甚至可以配合工艺做成半透明的。钢性好，电池板弯曲小。4. 薄膜太阳能电池的各层的组成和厚度参数各是多少？（1）非晶硅薄膜太阳能电池：第一层，为普通玻璃，是电池载体。第二层为绒面的TCO。所谓TCO就是透明导电膜，一方面光从它穿过被电池吸收，所以要求它的透过率高；另一方面作为电池的一个电极，所以要求它导电。TCO制备成绒面起到减少反射光的作用。太阳能电池就

7、是以这两层为衬底生长的。太阳能电池的第一层为P层，即窗口层，下面是i层，即太阳能电池的本征层，光生载流子主要在这一层产生。再下面为n层，起到连接i和背电极的作用。最后是背电极和Al/Ag电极。目前制备背电极通常采用掺铝Zn0(Al)，或简称AZO。由于a-Si（非晶硅）多缺陷的特点，a-Si的p-n结是不稳定的，而且光照时光电导不明显，几乎没有有效的电荷收集。所以，a-Si太阳能电池基本结构不是p-n结，而是p-i-n结。掺硼形成P区，掺磷形成n区，i为非杂质或轻掺杂的本征层（因为非掺杂的a-Si是弱n型）。重掺杂的p、n区在电池内部形成内建势，以收集电荷。同时两者可与导电电极形成欧姆接触，为

8、外部提供电功率。i区是光敏区，光电导/暗电导比在101106，此区中光生电子、空穴是光伏电力的源泉。非晶体硅结构的长程无序破坏了晶体硅电子跃迁的动量守恒选择定则，相当于使之从间接带隙材料变成了直接带隙材料。它对光子的吸收系数很高，对敏感光谱域的吸收系数在1014cm-1以上，通常0.5m左右厚度的a-Si就可以将敏感谱域的光吸收殆尽。所以，p-i-n结构的a-Si电池的厚度取0.5m左右，而作为死光吸收区的p、n层的厚度在10nm量级。（2）铜铟镓锡系列薄膜电池（CIGS）：（3）碲化镉系列薄膜电池（CdTe）5. 市售单晶硅太阳能电池的芯片厚度是多少？工艺步骤如何？将单晶硅棒切成片，一般片厚

9、约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成PN结。然后采用丝网印刷法，精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件（太阳能电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和材料进行封装。用户根据系统设计，可将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵，

10、亦称太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15左右，实验室成果也有20以上的。目前太阳能电池的封装形式主要层压工艺和滴胶工艺有两种。采用层压工艺封装的太阳能电池可以保证25年以上的工作寿命，其工艺特性和使用寿命优于滴胶封装形式。层压工艺流程：电池检测正面焊接-检验背面串接-检验敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）层压去毛边（去边、清洗）装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）焊接接线盒高压测试组件测试外观检验包装入库1电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类：电池测试

11、即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。2正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。3 背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组伯使用不同的模板，操作者使用电

12、烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。4 层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串，玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂(primer)以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维背板）。5 组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出

13、组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150度。6 修边：层压时EVA熔化后由于压国而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。7 装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。8 焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。9 高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。10 组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。