太陽能電池背板知識介紹[共26頁]

1、太陽能電池背板知識介紹,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,1、傳統(tǒng)化石能源面臨枯竭 。有關統(tǒng)計顯示，全球的石油大約能夠再供應人類45年，天然氣也只能供應61年，煤炭稍長，但也只有大約230年。 中國的能源形勢更加嚴峻，根據目前的統(tǒng)計，中國石油儲量僅夠開采15年，天然氣約可開采30年，而煤炭也不過80年，與此同時，由于經濟的高速增長，國內能源需求仍在高速增加?，F(xiàn)在進口原油已占總消費量的40%-50%。,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,2、環(huán)境問題日益嚴峻 化石能源在帶給我們文明和進步的同時，也給我們造成了負面影響。在化石能源的使用過程中，會產生大量的廢氣、廢水、廢渣。長期以來，這些廢棄物已經嚴重影響了人類賴以

2、生存的自然環(huán)境 酸雨“空中死神” 溫室效應全球在變暖,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,3、利用太陽能發(fā)電的優(yōu)點 沒有運轉部件，可以安靜的生產清潔能源 維護簡單，容易實現(xiàn)自動化和無人化 與規(guī)模大小無關，可按一定的效率發(fā)電 由于是模板結構，易于產生規(guī)?；б?用擴散光也可以發(fā)電 光發(fā)電是對廢棄能源的有效利用,一、太陽能行業(yè)發(fā)展的背景,雖然太陽能資源總量非常大，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 以目前的技術水平來說，光熱轉換、光電轉換是兩種經濟可行的太陽能利用形式。下面重點介紹光電轉換相關知識

3、。,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,1、太陽能發(fā)電的原理 太陽能電池是利用光電轉換原理使太陽的輻射光通過半導體物質轉變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉換過程通常叫做“光生伏打效應”，因此太陽能電池又稱為“光伏電池”,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,2、太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成及各部件作用,二、太陽能發(fā)電的原理及發(fā)展歷程,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程 1、硅系太陽能電池 單晶硅、多晶硅太陽能電池 多晶硅薄膜太陽能電池 2、多元化合物薄膜太陽能電池 3、聚合物多層修飾電極型太陽能電池 4、納米晶化學太陽能電池,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,從轉換效率和材料的來源角度講，今后發(fā)展的重點仍是硅太陽能電池，特

4、別是多晶硅和非晶硅薄膜電池。由于多晶硅和非晶硅薄膜電池具有較高的轉換效率和相對較低的成本，將最終取代單晶硅電池，成為市場的主導產品。,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,1953年美國貝爾研究所首先試制成功硅太陽電池，獲得6%光電轉換效率的成果 我國1958年開始進行太陽能電池的研制工作，并于1971年將研制的太陽能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上。,3、太陽能電池的種類及發(fā)展歷程,1974年世界上第一架太陽能電池飛機在美國首次試飛成功 1985年，美國阿爾康公司研制的太陽能電池發(fā)電站，用108個太陽板，256個光電池模塊，年發(fā)電能力300萬度。,關于太陽能發(fā)電行業(yè)發(fā)展的預測,以70年代不變價計算，近

5、30年間，太陽電池的價格下降了數十倍。專家預測，通過擴大生產規(guī)模和技術進步，2030年以后，光伏發(fā)電對常規(guī)發(fā)電開始具有競爭力。2050年，太陽電池的價格將比現(xiàn)在下降10倍，即每瓦45元左右，每千瓦時的電價約0。2元左右。從現(xiàn)在起經過50年的發(fā)展，那時光伏發(fā)電量將占全球總發(fā)電量的一半。,三、太陽能電池背板的功能及材料組成,1、太陽能電池背板在電池組件中的作用 電池背板位于組件的背面的最外層，在戶外環(huán)境下保護太陽能電池組件不受水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化 、耐高低溫、良好的絕緣性和耐老化性能 、 耐腐蝕性能，可以反射陽光，提高組件的轉化效率，具有較高的紅外發(fā)射率，可以降低組件的溫度。,三、太陽能電

6、池背板的功能及材料組成,2、太陽能電池背板的材料特點 PET，是聚對苯二甲酸乙二醇酯的簡稱。具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達120 ，短期使用可耐150 高溫，可耐-70 低溫，且高、低溫時對其機械性能影響很小。電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。氣體和水蒸氣滲透率低，具有優(yōu)良的阻氣、阻水等性能。背板一般都用PET膜來作為支持體。由多層PET復合而成的背板也有一定的市場應用。,2、太陽能電池背板的材料特點,氟樹脂具有以下獨特性能：超高耐候性、抗紫外線輻射、高化學穩(wěn)定性、高機械強度和韌性、防粘性和抗沾污性強、耐熱

7、性好（最高使用溫度260）。正是由于具備這些優(yōu)異性能，尤其是超高的耐候性，室外使用壽命可達25年之久，氟樹脂廣泛應用于太陽能電池背板中。,2、太陽能電池背板的材料特點,氟樹脂獨特的性能源于其特殊的分子結構。C-F鍵是有機化合物共價鍵中鍵能最大的，C-F鍵能485KJ/mol，太陽光中紫外光波長200380nm，220nm的光子的能量為544KJ/mol，只有小于220nm的光子才能離解C-F鍵。在陽光中，小于220nm的光子比例很小（不到5%），而且這些短波紫外線容易被大氣圈外臭氧層吸收，能到達地面的極少，所以太陽光幾乎對氟聚合物沒有任何影響。,2、太陽能電池背板的材料特點,氟碳樹脂具有極高的

8、化學穩(wěn)定性，與其獨特的分子結構也是分不開的。F是元素周期表中電負性最強的元素，原子半徑小，僅次于H原子半徑，C-F鍵能大，碳鏈上的氟原子排斥力大，碳鏈成螺旋狀結構且被氟原子包圍屏蔽效應，從而決定了氟碳聚合物極高的化學穩(wěn)定性。,2、太陽能電池背板的材料特點,粘結層：背板要靠EVA膠膜與太陽能電池片粘結到一起。在背板中，未經改性的氟樹脂和PET，與EVA粘結牢度差，因此背板與電池片接觸面需要有粘結層材料，該材料能滿足與EVA粘結強度的要求。背板中EVA粘結層材料通常采用聚烯烴材料。,四、太陽能電池背板的技術要求,1、背板的技術要求 機械強度 耐濕熱老化性能 耐紫外輻射性能 電絕緣性能 阻隔性 與E

9、VA粘結強度,四、太陽能電池背板的技術要求,2、背板的主要技術指標,五、太陽能電池背板的生產工藝,1、復合法背板的生產流程,五、太陽能電池背板的生產工藝,2、涂布法背板的生產流程,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢及面臨問題,國際上太陽電池的研究與開發(fā)具有領先地位的主要是德國、日本、美國、澳大利亞等發(fā)達國家。澳大利亞以新南威爾大學的馬丁格林教授為代表，在單晶硅太陽電池研究所居世界領先地位，近年來首次提出了第三代太陽電池的概念，為太陽電池的發(fā)展做出了很大的貢獻。從太陽電池產業(yè)和利用來看，日本、德國、英國、美國和西班牙發(fā)展最快。,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢及面臨問題,我國在光伏研究和產業(yè)方面取得了較快發(fā)展，2004年在太陽能電池的產業(yè)規(guī)模上首次超過了印度。2005年是我國可再生能源發(fā)展史上具有重大影響的一年，2月28日第十屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議通過中華人民共和國可再生能源法，并與2006年1月1日起正式實施。這將極大地促進我國包括太陽能在內的可再生能源的發(fā)展。,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢及面臨問題,六、太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢及面臨問題,研