《光伏材料設(shè)計》實習(xí)實訓(xùn)報告書

1、河南工程學(xué)院光伏材料設(shè)計實習(xí)實訓(xùn)報告書太陽能電池組件設(shè)計與實現(xiàn)2015 -2016 學(xué)年 第二學(xué)期學(xué) 院： 理學(xué)院 學(xué)生姓名： 韋東雨 學(xué) 號： 201311004126 學(xué)生班級： 應(yīng)用物理學(xué)1341班 指導(dǎo)教師： 楊會智 牛金鐘 日 期： 2016 年 7 月 6 日目錄摘要I一、太陽能電池介紹11、太陽能光伏電池的工作原理12、太陽能電池組件構(gòu)成及各部分功能1二、太陽能電池組件的設(shè)計21、22、33、34、35、36、3三、太陽能電池組件設(shè)計的實現(xiàn)41、材料準備42、電池單片的單焊，串焊43、膠膜剪裁與背板選擇44、鋪設(shè)與檢測45、層壓46、裁邊與裝框47、組件測試4參考文獻6實習(xí)實訓(xùn)評

2、分表9摘要全球氣候變暖、熱浪襲人、PM2.5高企，這都警告我們，靠煤炭和石油等傳統(tǒng)能源的時代必將終結(jié)，太陽能光伏、風(fēng)能、生物能等新能源將逐步成為未來能源的主體，一場新能源革命刻不容緩。太陽能和風(fēng)能是目前商業(yè)化最成熟的新能源領(lǐng)域，而生物能是相對理想的新能源。據(jù)估算，每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦，其中可開發(fā)利用5001000億度。一、太陽能電池介紹太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏（Photovoltaic，photo光，voltai

3、cs伏特，縮寫為PV），簡稱光伏。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置【1】。單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴密封裝成組件。太陽能電池組件（也叫太陽能電池板、光伏組件）是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本【2】。1、太陽能光伏電池的工作原理太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池（Solar Cell），又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是光生伏打效應(yīng)（Photovoltaic

4、Effect）【3】。硅太陽能電池屬于pn結(jié)太陽能電池，通過摻雜產(chǎn)生p型及n型硅，并得到pn結(jié)。由于擴散及漂移運動，pn結(jié)中形成穩(wěn)定的內(nèi)建場。太陽照射時，硅半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子和空穴。p-n結(jié)及兩邊產(chǎn)生的光生載流子就被內(nèi)建電場所分離，在p區(qū)聚集光生空穴，在n區(qū)聚集光生電子，使p區(qū)帶正電，n區(qū)帶負電，在p-n結(jié)兩邊產(chǎn)生光生電動勢。上述過程通常稱作光生伏特效應(yīng)或光伏效應(yīng)。光生電動勢的電場方向和平衡p-n結(jié)內(nèi)建電場的方向相反。若在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出【4】 。這樣，太陽的光能就直接變成了可以使用的電能。2、太陽能電池組件構(gòu)成及各部分功能1）鋼化玻

5、璃其作用為保護發(fā)電主體，透光其選用是有要求的： 1.透光率必須高（一般91%以上）；2.超白鋼化處理。2）EVA用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體（如電池片），透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組件壽命。主要粘結(jié)封裝發(fā)電主體和背板。3）電池片主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽能電池片,設(shè)備成本相對較低，光電

6、轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽光下發(fā)電比較適宜，但消耗及電池片成本很高；薄膜太陽能電池，消耗和電池成本很低，弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也能發(fā)電，但相對設(shè)備成本較高，光電轉(zhuǎn)化效率相對晶體硅電池片一半多點，如計算器上的太陽能電池。4）背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用TPT、TPE等材質(zhì)必須耐老化，大部分組件廠家都是質(zhì)保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。）5）鋁合金保護層壓件，起一定的密封、支撐作用。6）接線盒保護整個發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉(zhuǎn)站的作用，如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統(tǒng)接，線盒中最關(guān)鍵的是二極管的選用，根據(jù)組件內(nèi)電池片的類型不同

7、，對應(yīng)的二極管也不相同。7）硅膠密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內(nèi)普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。二、太陽能電池組件的設(shè)計1、2、3、4、5、6、三、太陽能電池組件設(shè)計的實現(xiàn)1、材料準備單體太陽電池，焊帶，匯流條，助焊劑，鑷子，鋼化玻璃，EVA，背板，鋁合金邊框，硅膠等。2、電池單片的單焊，串焊裁剪長度為電池單片寬度1.5倍的焊帶若干，取27片50mm*125mm的3、膠膜剪裁與背板選擇4、鋪設(shè)與檢測5、層壓（1）操作前先做好如下工作：1）整機上電后，狀態(tài)開關(guān)選擇手動，處于待命狀態(tài)。2）設(shè)置工作溫度，上漂移溫度；

8、預(yù)熱五十分鐘，此時不必打開真空泵。按下循環(huán)泵開、按下加熱開，開始預(yù)熱。（2）溫度設(shè)置:按數(shù)字鍵輸入數(shù)值（工作溫度），按“ENT”確認。（3）氣泵壓力調(diào)至0.81.0MPa（4）調(diào)整好“真空延時”“真空時間”“預(yù)壓時間”“層壓時間”開蓋延時“（5）操作操作前提：溫度必須達到設(shè)定溫度操作步驟：1）打開真空泵，按下“真空開”鈕；2）將開關(guān)選擇 “自動”；3）上室真空狀態(tài)，下室充氣狀態(tài)，小心放置待層壓的連接好的太陽電池片；4）按住“合蓋”鈕，直至“合蓋”指示燈亮；5）下室先抽，然后上室和下室同時抽真空。待“抽空時間”到，上室停止抽真空，1秒后進行充氣，下室仍處于真空狀態(tài)。層壓計時開始；6）層壓時間到，

9、上室恢復(fù)真空狀態(tài)，下室進行充氣，60秒后上蓋自動打開。7）取出太陽電池組件。 6、裁邊與裝框1）用刀沿組件邊線裁去多余的EVA和背面材料。2）接好氣源，調(diào)整所需壓力。即把油水分離器上部旋紐向上拔出，左右旋動調(diào)到所需壓力。3）調(diào)整所需尺寸，即打開氣動鎖開關(guān)可前后、左右滑動調(diào)整到所需尺寸，然后關(guān)閉氣動鎖。如未達到所需要尺寸，可旋轉(zhuǎn)氣缸后方螺絲進行微調(diào)。4）支撐座的對角線要相同，角度為90度直角，這些都可通過偏心軸的調(diào)整來完成。如組框時出現(xiàn)縫隙可適當調(diào)整大氣缸力度，也就是調(diào)整大氣缸后方的螺絲讓其工作臂加長（要一毫米一毫米的調(diào)，直到組出的組件合格為止）。5）調(diào)整好以上布驟，先檢查各項是否正常后進行工。7、組件測試四、總結(jié)參考文獻123馮垛生太陽能發(fā)電原理與應(yīng)用：人民郵電出版社，20074趙爭鳴，劉建政，孫曉瑛太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用：科學(xué)出版社，20055個人工作任務(wù)書論文題目團隊成員個人工作主要內(nèi)容。內(nèi)容是你從事工作的主體部分，例如，制造組件的用途，組件的電壓電流設(shè)計，制造組件的過程，組件的各項參數(shù)。實習(xí)實訓(xùn)評分表序號考核項目考核內(nèi)容及要求配分評分標準得分1考勤出勤情況30分缺勤