Vật liệu của mô-đun tấm pin mặt trời — Từng lớp một

Câu trả lời nhanh: Một mô-đun tấm pin mặt trời được cấu tạo từ tám vật liệu chính, mỗi vật liệu đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể trong cấu trúc xếp lớp. Kính mặt trước cường lực ít sắt mang tải trọng quang học và bảo vệ các tế bào quang điện. Chất đóng gói — thường là EVA — liên kết các lớp và ngăn ẩm, đồng thời liên kết ngang ở khoảng 150 °C trong quá trình ép nhiệt. Các tế bào quang điện tạo ra dòng điện. Dây dẫn kết nối chúng, tấm lưng niêm phong mặt sau chống tia UV và độ ẩm, hộp nối dẫn đầu ra, và khung nhôm cung cấp độ bền cơ học cùng giao diện lắp đặt. Hai hạng mục nhỏ hơn hoàn thiện danh sách: chất trám kín viền và vật liệu cách điện bên trong hộp. Mỗi vật liệu có một thông số kỹ thuật quan trọng — độ truyền qua của kính, hàm lượng gel của chất đóng gói, độ bền điện môi của tấm lưng — và sự không tương thích giữa bất kỳ hai vật liệu nào sẽ biểu hiện sau này dưới dạng bong tróc lớp, ăn mòn hoặc trượt bài kiểm tra an toàn.

Sản xuất mô-đun PV · bởi Jerry, Ooitech

Giới thiệu

Vai trò quang học của bề mặt kính che, và lý do kết cấu bề mặt được chỉ định chứ không phải ngẫu nhiên, được trình bày trong tại sao kính tấm pin mặt trời lại có vân.

Hầu hết các mô-đun quang điện được chế tạo từ một số vật liệu cốt lõi. Một mô-đun năng lượng mặt trời điển hình bao gồm vật liệu bề mặt trước, pin mặt trời, chất đóng gói vật liệu, vật liệu bề mặt sau, khung và một vài bộ phận hỗ trợ. Mỗi lớp có nhiệm vụ riêng, và cùng nhau chúng quyết định hiệu suất của mô-đun cũng như độ bền của nó. Hãy cùng điểm qua từng lớp một.

Vật liệu bề mặt trước

Chức năng và lý do kính chiếm ưu thế

Vật liệu bề mặt trước của mô-đun PV phải có độ truyền qua cao trong dải bước sóng mà pin mặt trời có thể sử dụng, cùng với chiết suất thấp, để ánh sáng mặt trời được hấp thụ hiệu quả nhất có thể. Ngoài truyền qua và phản xạ, vật liệu mặt trước cần không thấm nước, có khả năng chống va đập tốt, ổn định dưới tác động của tia UV lâu dài, và có trở nhiệt thấp để ngăn nước hoặc hơi nước ăn mòn các tiếp điểm kim loại và mối liên kết, vốn sẽ làm giảm tuổi thọ của mô-đun.

Vì mô-đun được đặt ngoài trời và thường xuyên đối mặt với thời tiết khắc nghiệt như gió, cát, mưa và tuyết, vật liệu mặt trước cũng cần có độ cứng nhất định để bảo vệ các tế bào bên trong khỏi va đập bên ngoài.

Có một số lựa chọn cho bề mặt trước, bao gồm acrylic, polymer và kính. Lựa chọn phổ biến nhất là kính cường lực ít sắt, vì nó có chi phí thấp, chắc chắn, ổn định, trong suốt cao, kín nước, kín khí và có khả năng tự làm sạch tốt.

Pin mặt trời

Trái tim của quá trình phát điện

Pin mặt trời là một trong những bộ phận quan trọng nhất của mô-đun PV và trực tiếp quyết định công suất đầu ra tổng thể của mô-đun. Đây là một tấm bán dẫn tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời, và miễn là đáp ứng các điều kiện chiếu sáng nhất định, pin sẽ xuất ra điện áp và tạo dòng điện khi được kết nối trong mạch.

Có nhiều lựa chọn tế bào. Theo công nghệ xử lý, chúng bao gồm TOPCon, BC, HJT và các loại khác. Theo quy cách kích thước, có 182, 183, 210 và nhiều hơn nữa. Ngay cả trong cùng một công nghệ và kích thước, các tế bào cũng được phân loại thêm theo hiệu suất.

Vật liệu bọc

Lớp liên kết giữ mọi thứ lại với nhau

Lớp bọc cung cấp độ bám dính giữa pin mặt trời và bề mặt trước và sau của mô-đun. Nó phải ổn định ở nhiệt độ cao và dưới tác động mạnh của tia UV. Nó cũng cần trong suốt về mặt quang học, với trở nhiệt thấp và điện trở cao.

EVA (ethylene vinyl acetate) là lớp bọc được sử dụng phổ biến nhất. Nó có dạng màng mỏng được đặt giữa các pin và bề mặt trước và sau, tạo thành cấu trúc kẹp. Cấu trúc kẹp này sau đó được gia nhiệt đến 140-150°C dưới một áp suất nhất định trong một khoảng thời gian, cho phép EVA polymer hóa và liên kết mô-đun lại với nhau. Trong hình bên dưới, lớp màng bán trong suốt trên các pin là EVA.

Tấm lưng

Bề mặt sau bảo vệ

Tấm lưng PV là bề mặt sau của mô-đun. Các yêu cầu chính của nó là trở nhiệt thấp và khả năng ngăn nước hoặc hơi nước xâm nhập. Mô-đun một kính thường sử dụng màng polymer làm tấm lưng, trong khi mô-đun hai kính sử dụng kính thay thế, vì mặt sau bằng kính trong suốt có thể hấp thụ ánh sáng phản xạ từ mặt đất và tăng thêm công suất đầu ra.

Dây dẫn PV (Dây đồng mạ thiếc)

Cách dòng điện được thu thập và dẫn truyền

Dải PV, một dải đồng phủ thiếc, chủ yếu được chia thành dải kết nối và dải bus. Dải kết nối kết nối các tế bào bên trong một mô-đun; nó được hàn trực tiếp vào các thanh bus dẫn điện trên bề mặt tế bào bằng máy xâu chuỗi, dẫn và thu dòng điện từ mỗi tế bào. Dải bus kết nối các chuỗi tế bào trong một mô-đun; nó được hàn vào các dải kết nối và tập hợp dòng điện do các tế bào tạo ra vào hộp nối.

Phần nền của dây dẫn PV là kim loại đồng, được phủ một lớp thiếc mỏng. Nền đồng mang lại độ dẫn điện cao và điện trở thấp, giảm điện trở nội của mô-đun và cắt giảm tổn thất công suất. Cần phủ thiếc vì đồng có nhiệt độ nóng chảy cao và khả năng hàn kém khi đứng một mình; phủ thiếc lên nền đồng giúp dây dẫn có khả năng hàn tốt và cho phép dây liên kết bám chắc vào các thanh dẫn trên bề mặt pin, đảm bảo dòng điện lưu thông tốt.

Hộp đấu nối

Cầu nối tới mạch bên ngoài

Hộp nối truyền dòng điện trên mô-đun PV. Nó kết nối với dây bus bên trong và liên kết mô-đun với mạch bên ngoài. Nó cần có hiệu suất điện tốt, và thiết kế cùng kích thước của nó phải đáp ứng các yêu cầu của môi trường vận hành, bao gồm các yêu cầu về điện, cơ học, chịu nhiệt, chống ăn mòn và chịu thời tiết, đồng thời không gây hại cho người dùng hoặc môi trường. Các hộp nối mô-đun PV phổ biến sử dụng đầu nối nhanh MC4.

Khung

Độ bền, độ kín và dễ lắp đặt

Khung phục vụ một số mục đích. Thứ nhất, nó bảo vệ cạnh kính và ngăn mô-đun bị nứt dưới tác động của ngoại lực. Thứ hai, kết hợp với keo trám cạnh, nó tăng cường khả năng làm kín của mô-đun. Thứ ba, nó cải thiện đáng kể độ bền cơ học tổng thể của mô-đun. Thứ tư, nó giúp mô-đun dễ lắp đặt và vận chuyển hơn, và nó đóng vai trò là bộ phận kết nối mô-đun với kết cấu giá đỡ, để việc cố định đúng cách mang lại khả năng chịu tải tốt nhất, mở rộng từ các giá đỡ đơn lẻ đến các dàn tích hợp và tăng cường khả năng cơ học của toàn bộ hệ thống nhà máy điện.

Keo trám

Ngăn ẩm xâm nhập

Keo trám được sử dụng để liên kết hộp nối với tấm lưng PV, giữ cho khe hở giữa chúng kín nước và cải thiện khả năng chịu thời tiết của mô-đun. Nó cũng liên kết mô-đun với khung, tăng cường kết nối giữa hai bộ phận và ngăn hơi nước xâm nhập vào mô-đun.

Quan điểm của Ooitech

Ooitech tin rằng: hiệu suất và tuổi thọ của một mô-đun pin mặt trời phụ thuộc vào mức độ các vật liệu xếp lớp của nó, từ kính mặt trước đến keo trám, phối hợp với nhau như một hệ thống.