光伏组件封装技术要点

光伏组件作为光伏系统中最为基础的组成部分，其质量严重影响到光伏系统的工作年限。只有封装可靠，才能使电池受到更少的外界影响，体现其自身价值。本期专题我们将目光聚焦于组件及封装材料的研究，希望能够帮助业内人士得到更多资讯。

光伏玻璃及未来
背板开发
EVA开发
避免组件封装失效

位置：组件正面的最外层
户外环境下，直接接受阳光照射
作用：
1.高的透射率为电池片提供光能，透光率可达92%以上。
2.良好的物理性能为太阳能电池组件提供良好的机械性能，保护组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、耐腐蚀性能。

典型的晶体硅组件材料

钢化玻璃：将玻璃加热到接近软化温度（620℃-640℃，处于粘性流动状态），保温一定时间，然后经过快速冷却（金属淬火）
使玻璃内部具有很大的张应力，而在其表面产生更大的压应力。
如同预应力钢筋混凝土构件利用受拉钢筋在需要增强的部份产生压应力一样。
张应力存在于玻璃内部，当玻璃破碎时，能使玻璃保持在一起或者布满裂纹的集合体，内张应力在30-32MPa时，可以产生6平方厘米的断裂面，把玻璃粉碎10mm左右的颗粒。

优点：
1.强度比普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的3-5倍，抗冲击强度是普通玻璃5-10倍。
2.安全性能佳，即使破碎也无锐角的小碎片，极大地降低了对人体的伤害。耐急冷急热性质有2-3倍的提高，可承受150℃以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。
缺点：
1.不能再进行切割、加工。钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。
2.钢化玻璃在温差变化大时会自爆。

光伏玻璃的检测内容：

一般性能：	外观质量、尺寸及允许偏差、弯曲度；
光学性能：	可见光透射比、太阳光直接透射比、铁含量；
安全性能：	抗冲击性能、碎片状态、耐热冲击性能。

镀膜玻璃的增透原理：
光在从一种介质进入另一种介质时，只要密度不同，都要产生折射和反射。
光在空气和玻璃界面每次反射光能量占入射总能量的4%，透射光能量为96%（一片玻璃两次反射，透射光能量为92%）
光从折射率较小的介质入射到折射率较大的介质表面时，反射光在入射点发生π的相位跃变，即光程有半个波长的突变。

镀膜方案	磁控溅射、气相沉积、溶胶凝胶、真空蒸镀等其中溶胶凝胶具有投资成本低，膜层结构可控等优势。实现方法如下

镀膜工艺：
1.浸渍法：将玻璃浸渍在化学溶液中，在玻璃表面形成一层薄膜，此化学膜层粘附在玻璃表面上，膜厚可通过50%的入射线，其余反射掉，吸收光线很少。
2.蚀刻法：用腐蚀性溶液使得玻璃表面凹陷下去形成"刻痕"图案。
3.喷涂法：不够均匀。
4.辊涂法：以正硅酸乙酯为前驱体，氨水为催化剂制备二氧化硅溶胶，通过稀释并加入稳定剂、粘度调整剂、粘结剂等而得到AR镀膜液，再通过辊筒涂膜机将AR镀膜液均匀涂布到光伏玻璃表面，经表干、加热固化后再进入钢化炉得到AR镀膜光伏玻璃。

膜层材质的选择：
1.膜层本身化学组成和结构具有高稳定性；
2.膜层与基板发生强化学键合，即二者融为一体；
3.便于加工，价格便宜。

检测方法：

耐盐雾测试	恒温恒湿测试	紫外测试
户外测试	热循环测试	耐酸测试
耐摩擦测试	铅笔硬度测试

光伏组件的玻璃发展趋势：
1.薄玻璃（重量更轻）优势：厚度可选性大、重量变得更轻、透光率略微上升难题：波形度变大、钢化颗粒数不达标 2.高增透玻璃（透过率更高）	3.双绒面玻璃（集前者优势）优势：双玻组件，降低电池工作温度和提高效率、透光率略微上升、美观难题：钢化擦伤、组件功率实际增益不明显

光伏玻璃及未来
背板开发
EVA开发
避免组件封装失效

背板作用：
背板通过自身优良的物理机械性能、耐老化性能、绝缘性能、水汽阻隔性能，使组件成为一个有较好物理机械强度的整体并且内部结构长时间不受外界有害因素影响。从而对太阳能电池组件提供保护和支撑。此外，由于加工工艺的要求，背板还要在层压时与EVA胶膜牢固粘合，还要与粘结接线盒的硅胶牢固粘合。

光伏背板检测内容：
物理性能：拉伸强度、伸长率、收缩率；
绝缘阻隔性能：局部放电、击穿电压、水蒸汽透过率；
耐候性能：湿热老化、紫外老化；
粘结性能：剥离强度。

产品结构和原料：背板的结构由基材的两面加功能层组成。
几种结构的背板优缺点：
1.两面氟膜粘合型背板：耐候绝缘性好，与EVA粘结有好有坏，制造难度大，成本高，受原材料供应限制。使用第二代Tedlar。粘结氟膜的粘合剂老化后，氟膜分层、起泡甚至脱落。
2.一面氟膜一面PE/EVA背板：成本低、制造难度小、与EVA粘结力强。正面绝缘性能差，正面PET基材直接暴露在日光下，耐老化性能差。
3.两面氟涂层背板：成本较低，耐候绝缘性好，颜色可多种，与EVA粘结有好有坏，制造难度大，表面粘合性有暂时性。氟涂层的隐形开裂（交联型氟聚合物涂层可以有效防止隐性开裂）。
4.PET背板或PET/PE背板：成本最低，与EVA粘结力强，制造容易。不耐老化。
EVA虽然对PET基材和EVA胶膜粘合性好，但对PET保护差、抗紫外性能差。PE膜也会有同样的问题。在电池组件中硅片的空隙中，紫外线通过EVA直接照在背板上，如果是PE或EVA下面直接PET，背板整体抗紫外老化的能力就会降低很多。

背板发展趋势：
高可靠性、轻量化、意匠性、DIY性、分布式光伏配套性能、价格更低化。

光伏玻璃及未来
背板开发
EVA开发
避免组件封装失效

EVA作用：固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性，它将晶体硅片组"上盖下垫"，将硅晶片组包封，并和上层保护材料玻璃，下层保护材料。

结构：EVA胶膜是由以乙烯-醋酸乙烯共聚物组成，它是一种热融胶粘剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作，经过一定条件热压变发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明。与玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳电池组件的输出有增益作用。

EVA检测内容:
外观检验、厚度检验、透光率检验、交联度检验。
其中，交联度检测数据将直接反映组件封装的可靠性。其原理如下：
通过萃取剂（二甲苯，四氢呋喃)萃取样品中未交联的EVA，剩下的未溶物就是已经胶联的EVA，假设样品总量为W1，未溶物的重量为W2，那么EVA的交联度就为W2/W1*100%

EVA发展趋势：
国产化、低价、高增益性、多样性等

光伏玻璃及未来
背板开发
EVA开发
避免组件封装失效

单类零部件的质量都比较容易保证，但是当封装成组件后，就会出现各种各样的问题。目前，组件质量的把控能力，主要通过样品的测试结果来反映。以下，介绍几种能够客观反映组件性能的测试。

组件的发电量会根据接受的辐照度呈现不规则线性变化。通过低辐照度下电性能测试，可以有效了解产品是否适合在日照条件较差的地区使用。

在温度较高地区容易出现由于接地条件差异和电势差导致的性能衰减。通过PID电致衰减测试，可以研究组件及系统电势对组件性能衰减的影响。


before PID test	after PID test

由于组件老化、缺陷或者环境遮蔽会导致过热现象。通过热斑测试，可以确定组件耐热斑热效应的能力。

在保证零部件可靠性的同时，组件的密封性能将直接影响封装在组件的使用寿命。通过EVA剥离强度测量，定量测量组件封装强度，可有效避免因封装工艺的缺陷导致的损失。无论封装技术如何发展，都必须保证玻璃与EVA之间的剥离强度不能低于40N/CM。否则，组件的可靠性将成为最大的问题。

根据国外光伏业的发展轨迹，国内光伏的补贴方式必将从设备补贴，转向度电补贴的方式，并且最终走向平价上网。在即将到来的度电补贴时代，光伏发电量和使用寿命必将上升成为各企业值得炫耀的资本。届时，恶性的价格战将停摆，光伏号列车才能真正驶上良性发展的正轨。