太陽能電池組件設(shè)計報告

1、課程設(shè)計報告課程名稱:太陽能光伏發(fā)電題 目:太陽能電池組件設(shè)計報告設(shè)計原理 TOC o 1-5 h z 加工工藝2組件參數(shù)7設(shè)計體會7楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報告一設(shè)計原理1、p-n 結(jié)p-n結(jié)是太陽能電池的核心，是太陽能電池賴以工作的基礎(chǔ)，把一 塊n型半導(dǎo)體和一塊p型半導(dǎo)體緊密地接觸，在交界處n區(qū)中電 子濃度就 高，要向p區(qū)擴(kuò)散（凈擴(kuò)散），在n區(qū)一側(cè)就形成一個正 電荷的區(qū)域；同樣，p區(qū)中空穴濃底度高，要向n區(qū)擴(kuò)散，p區(qū) 一側(cè)就形成一個負(fù)電荷的區(qū)域。這個n區(qū)和p區(qū)交界面兩側(cè)的正、 負(fù)電荷薄層區(qū)域稱為“空間電荷區(qū)”，即通常所說的p-n結(jié)。2硅太陽能電池的制造太陽能電池一般分為單晶硅太陽能電池

2、和多品硅太陽能電池。制 造晶體硅太陽能電池包括絨面制備、擴(kuò)散制結(jié)、制作電極和制備 蒸鍍減反射膜等主要工序。太陽能電池與其他半導(dǎo)體器件的主要 區(qū)別，是需要一個大面積的淺結(jié)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。電極用來輸出電 能。絨面及減反射膜的作用是使電池的輸出功率進(jìn)一步提高。為 使電池成為有用的器件，在電池的制造工藝中還包括去除背結(jié)和 腐蝕周邊兩個輔助工序。一般來說，結(jié)特性是影響電池光電轉(zhuǎn)換 效率的主要因素，電極除影響電池的電性能外還關(guān)乎電池的可靠 性和壽命的長短。3、太陽能電池組件設(shè)計太陽能電池實際使用時要按負(fù)載要求，將假設(shè)干單體電池按電性能 分類進(jìn)行串并聯(lián)，經(jīng)封裝后組合成可以獨立作為電源使用的最小楚雄師范學(xué)院物電

3、學(xué)院課程設(shè)計報告單元，這個獨立的最小單元稱為太陽能電池組件。假設(shè)干太陽能電 池組件串并聯(lián)構(gòu)成太陽能電池方陣，以滿足各種不同的用電需求。 二、加工工藝一、電池片焊接準(zhǔn)備1、焊接工藝參數(shù) 太陽能電池片焊接工藝參數(shù)包括焊接溫度、焊 接時間、冷卻速度、預(yù)加熱溫度等。焊接溫度：高于焊料熔點25-60C。冷卻速度：根據(jù)電池片和焊帶的材料、形狀和大小確定。焊接時間：根據(jù)焊件的大小及焊料與電池片相互作用的劇烈程度 決定。預(yù)熱溫度：焊接電池片時，在焊接工作臺要配備電池片自動恒溫 加熱控制器及加熱板，對準(zhǔn)備焊接的電池片進(jìn)行預(yù)熱。2、焊接工具及輔助設(shè)備焊接工作臺 焊接工作臺的臺面上有單焊和串焊工位，焊接工 作臺上有

4、加熱臺，焊接時在加熱臺上進(jìn)行操作單焊臺緊挨著串焊 操作臺，上方有照明燈和通風(fēng)口。(2)加熱板及恒溫控制器 為減少電池片的焊接溫度及電池片溫度楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報告之間溫差，保證電池片的焊接溫度及電池片溫度的均勻性，減少 電池片在焊接時因熱應(yīng)力破損，焊接工作臺上應(yīng)有加熱板及溫控 制器。（3）、焊接工具及材料 太陽能光伏組件人工焊接過程中要用到恒 溫電烙鐵，棉簽，焊錫絲，助焊劑，酒精。二、電池片焊接工藝流程太陽能電池組件封裝工藝流程如下。 電池片測試分選一激光劃片（整片使用時無此步驟）一電池片單焊 （正面焊接）并自檢驗一電池片串焊（反面串接）并自檢驗一中檢測試 T疊層敷設(shè)（玻璃清洗、材料

5、下料切割、A敷設(shè)）一壓（層壓前燈檢、 層壓后削邊、清洗）一終檢測試一裝邊框（涂膠、裝鑲嵌角鋁、裝 邊框、撞角或螺絲固定、邊框打孔或沖孔擦洗余膠）一裝接線盒、 焊接引線一高壓測試 一清洗、貼標(biāo)簽一組件抽檢測試一組件外觀 檢驗一包裝入庫（1）分割：將所挑出來的電池片進(jìn)行切割，但是進(jìn)行切割之前要先設(shè)計，盡 可能地將每塊 電池片的每一處都利用上，不造成浪費，那首先得 根據(jù)客戶想要的功率設(shè)計太陽能板的尺寸，在進(jìn)行設(shè)計太陽能電 池片的尺寸。另外還需要考慮的是太陽能板的電壓，會涉及太陽 能電池片所需要的數(shù)量。每塊普通的單晶電池片工作電壓是0.5V, 假如客戶需要18V的太陽能電池板，那么需要18V/0.5V

6、=36片小電 池片。計算好尺寸之后，將電池片放入劃片機(jī)里面進(jìn)行，調(diào)整好 機(jī)器，進(jìn)行批量切割。切割完之后再進(jìn)行掰開后按照電池片切割楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報告線掰開，并按照一定順序擺放，方便下一步焊接操作。（2）電池片單焊（正面焊接）將切割好的太陽能電池片用焊錫絲焊接，用手沿左右方向輕提互 連條不脫落。過高的焊接溫度和過長的物體間會導(dǎo)致低的導(dǎo)電強 度或碎裂，手工接時一般用恒溫電烙鐵，護(hù)連條帶的長度約為電 池片邊長的2倍，多出的條帶在反面焊接時與后面的電池片的面 電極相連。（3）電池片串焊（反面焊接）反面焊接是將規(guī)定片數(shù)的電池片串接在一起形成一個電池串，然 后用匯流條再將假設(shè)干個電池串進(jìn)行串聯(lián)

7、或并聯(lián)焊接，最后匯合成 電池組件并引出極引線。手工焊接時電池片的定位主要靠模具板, 模具板上面有912個放置電池片的槽，槽的大小和電池的大小 相對應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計好，不同規(guī)格的組件使用不同的板， 操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報告至后面電池”的反面電極(正極)上，使用模具板保證了電池片 間間距的一致。同時要求每串電池片間距均勻、顏色一致。(4)中檢測試簡稱中測。是將串焊好的電池片放在組件測試儀上進(jìn)行檢測，看測試結(jié)果是 否符合設(shè)計要求，通過中測可以發(fā)現(xiàn)電池片的虛焊及電池片本身 的隱裂等。經(jīng)過檢測合格時可進(jìn)行下一工序。標(biāo)準(zhǔn)測試條件(ST

8、C)： 太陽光譜AM1.5,輻照度1000W/m2,組件溫度25。測試結(jié)果 有以下一些參數(shù)：開路電壓、短路電流、工作功率等。(5)層壓疊敷將焊接好并按照一定順序擺放完整的組件串與按照組件串大小裁 剪切割好的EVA, TPT背板按照一定層次疊敷好(EVA膜一般要 比玻璃尺寸大10mm),準(zhǔn)備放入層壓機(jī)層壓。準(zhǔn)備完成后將電池 組件放入層壓機(jī)內(nèi)，150攝氏度，25分鐘機(jī)器操作，首先將組件 內(nèi)的空氣抽出，然后將EVA膜加熱熔化并使熔化的EVA膜充滿 整個玻璃，排出多余氣泡，將EVA膜和TPT背板和太陽能組件緊 密粘連，并在降溫固化后取出粘連好的太陽能電池組件。(6)裝邊框楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報

9、告將粘連好的電池組件取出后裝上鋁合金邊框，起到一定保護(hù)作用, 并進(jìn)一步密封電池組件。邊框和玻璃的縫隙用硅膠填充，并固定 好。安裝邊框時要注意操作力度，用小錘輕輕敲擊穩(wěn)固即可。圖5太陽能電池組件邊框 安裝接線盒 在組件反面引線處安裝接 線盒，正負(fù)極相應(yīng)引焊接相連，并用硅膠粘連。(7) 檢測在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和 絕緣強度，以保證組件在惡劣的自然條件(雷擊等)下不被損壞。組 件引出線短路后接到高壓測試儀的正極，將組件暴露的金屬局部 接到高壓測試儀的負(fù)極，以不大于500V/S的速率加壓，直到到達(dá) 1000V加上2倍的被測組件開路電壓，維持Imin,如果開路電壓 小于50V,那么所加電壓為500V。楚雄師范學(xué)院物電學(xué)院課程設(shè)計報告三、組件參數(shù)短路電流。sc) 2.248A開路電壓(Voc) 20.185 V A最大功率(Pm) 32.997WW最大功率時電流(Ipm) 2.041 A最大功率時電壓(Vpm) 16.168電池效率填充因子(F.F.) 72.72%溫度26.3日期及時間2022-05-12 17:17:03 光強99.131 mW/cm2 串聯(lián)電阻(Rs) 991.686 mOhm并聯(lián)電阻(Rsh) 164.045 Ohm四、設(shè)計體會通過此次設(shè)計活動我深刻體會到了知識的重要性，為了完成該活 動，我和我團(tuán)隊的小伙伴們一起動手合作，分工