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太阳能电池与组件

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硅太阳能电池

硅太阳能电池接纳硅晶体薄片制作，，，，，片厚约0.2mm，，，，，硅晶体薄片的尺寸一样平常为156mm×156mm（6英寸）或125mm×125mm（5英寸）。。。。。图1是单晶硅与多晶硅晶体薄片的照片（照片来自网络），，，，，左图是6英寸的单晶硅片，，，，，右图是5英寸的多晶硅片。。。。。

单晶硅与多晶硅片

图1--单晶硅与多晶硅片（照片来自网络）

在硅晶体薄片外貌制作PN结，，，，，在上下外貌做电极组成太阳能电池。。。。。图2是硅太阳能电池的结构示意图，，，，，该图显示的仅是硅太阳能电池的一小块截体。。。。。电池主体是PN结，，，，，为了避免硅晶体薄片对太阳光爆发反射，，，，，把上外貌制成无反射的绒面；；；；；；为进一步减小反射，，，，，在上面还要敷一层透明的减反射膜；；；；；；在电池上外貌有电极线与N型半导体毗连，，，，，在电池下外貌有电极线与P型半导体毗连。。。。。为了清晰显示条理，，，，，图中对N型半导体、绒面、减反射膜的厚度举行了放大，，，，，现实是很薄的。。。。。

硅太阳电池的结构示意图

图2--硅太阳电池的结构示意图

制作太阳能电池的硅晶体为掺杂3价硼的P型半导体，，，，，主要制作流程是：

1. 抛光洗濯

对硅片外貌举行化学抛光并举行洗濯。。。。。我们把朝向太阳的一面称为上外貌，，，，，把背向太阳的一面称为下外貌。。。。。

2. 制作绒面

平滑的硅晶体薄片外貌会反射掉部分太阳光，，，，，见图3左图，，，，，为了避免对太阳光爆发反射，，，，，要在薄片上外貌用化学侵蚀天生凸凹面，，，，，凸凹面似乎无数的金字塔排列在一起，，，，，使太阳光只管射入硅晶体，，，，，见图3右图。。。。。只是这些金字塔很是细微，，，，，高约10μm，，，，，可使硅晶体薄片上外貌反射大大镌汰，，，，，较周全的吸收太阳光。。。。。

金字塔绒面镌汰太阳光的反射

图3--金字塔绒面镌汰太阳光的反射

3. 扩散制结

在P型硅晶体薄片的绒面上外貌扩散5价的磷，，，，，在绒面下天生0.3至0.5μm深的N型半导体，，，，，这样，，，，，在硅晶体薄片的上外貌是N型半导体，，，，，在硅晶体薄片的下外貌是P型半导体，，，，，接壤面周围就是PN结，，，，，见图4。。。。。

4. 刻蚀去边

为避免上下外貌短路，，，，，必需把硅晶体薄片周边因制结天生的扩散层去除。。。。。同时还要去除在硅片外貌因扩散天生的磷硅玻璃与氧化物残迹。。。。。

5. 制作减反射膜

虽有绒面，，，，，但仍有经由二次或三次反射出去的太阳光，，，，，为进一步镌汰对光线的反射，，，，，还要在上外貌沉积一层减反射薄膜，，，，，因素主要是和Si3N4（氮化硅）或TiO2（氧化钛），，，，，天生蓝色透明薄膜，，，，，膜厚为75nm至80nm，，，，，见图4。。。。。

硅太阳电池的上外貌结构示意图

图4--硅太阳电池的上外貌结构示意图

6. 制作上下电极

在上下外貌制作毗连外电路的电极，，，，，上电极要只管镌汰对射入光线的遮挡，，，，，使用多根细线（栅线）把电流搜集到较粗的引出线（主线），，，，，上电极线主要接纳银浆丝网印刷的要领制作。。。。。下电极用银铝浆丝网印刷宽的母线，，，，，然后再在整片上印一层铝浆做反射层，，，，，把穿透过来的光子反射回去。。。。。

为了使银、铝浆电极与硅质料完全细密接触，，，，，还需通过烧结历程，，，，，烧结使双方质料外貌的原子相互融入，，，，，特殊是可以烧穿减反射膜，，，，，使上电极与硅半导体细密接触。。。。。

图5是单片单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池图片，，，，，电池片上横的细线是栅线，，，，，竖的粗线是主线。。。。。

硅太阳电池片

图5--硅太阳电池片（照片来自网络）

太阳能电池的每一个生产环节都要举行严酷的质量检查，，，，，不让有缺陷的产品进入下个生产环节，，，，，太阳能电池最后一个环节是电气性能性能检测，，，，，也就是通过丈量获得太阳能电池的伏安特征曲线。。。。。要丈量主要参数是开路电压、短路电流、最大功率点、最佳事情电压、最佳事情电流、转换效率等。。。。。最后凭证外观与所测参数对电池举行分级分类。。。。。

太阳能电池组件

单个硅太阳能电池片的输出电压约0.4伏，，，，，必需把若干太阳能电池片经由串联后才华抵达可供使用的电压，，，，，并联后才华输出较大的电流。。。。。多个太阳能电池片串并联举行封装�；；；；；；た尚纬纱竺婊奶舻绯刈榧�，，，，，太阳电池组件是太阳能发电系统的基本组成单位。。。。。

图6是一块太阳能电池组件，，，，，也就是常说的太阳能电池板。。。。。

太阳电池组件

图6--太阳电池组件（照片来自网络）

太阳电池组件的主要生产历程如下。。。。。

1. 电池分选

为提高电池片的使用率，，，，，将性能一致或相近的电池片组合在一起，，，，，应凭证其性能参数举行分类；；；；；；电池测试即通过测试电池片的输出参数（电流和电压）的巨细对其举行分类。。。。。

2. 电池片的焊接

汇流带为镀锡的铜带，，，，，使用电烙铁和焊锡丝将汇流带焊接到电池上面（负极）的主线上，，，，，伸出的汇流带将与后面的电池片的背面电极相连。。。。。

通过背面焊接将N张片电池串接在一起形成一个电池串，，，，，称为串焊，，，，，使用电烙铁和焊锡丝将单片焊接好的电池的上面电极（负极）的伸出端焊接到下一个电池的下电极（正极）上，，，，，见图7上图，，，，，图7下图是以焊好的3个电池片。。。。。图7中各零件相互间的尺寸比例与现实有较大差别，，，，，仅为示意图。。。。。

电池片的焊接

图7--电池片的焊接

将串接在一起的整个电池串的正负极焊接出引线，，，，，并磨练整个电池串的特征，，，，，修理有问题的电池串。。。。。

3. 叠层

太阳能电池组件的种类较多，，，，，凭证封装质料和工艺的差别与用途的差别，，，，，封装方法也差别，，，，，下面介绍的是通俗硅太阳能电池的常用封装方法。。。。。

在电池串的上面接纳钢化玻璃封装，，，，，有很高的强度与很好的透光性，，，，，可有用地�；；；；；；さ绯仄�；；；；；；电池片的下面接纳有优异绝缘性能、能抗紫外线抗情形侵蚀的热塑聚氯乙烯复合膜（TPT）做背面:三者之间接纳热融胶粘膜（EVA）举行粘接，，，，，EVA透光率高，，，，，并有柔韧、耐攻击、耐侵蚀，，，，，在热压下熔融固化后有很好的粘合性。。。。。封装的条理见图8.

太阳能电池组件叠层结构

图8--太阳能电池组件叠层结构

将电池串、钢化玻璃和切割好的EVA 、TPT背板凭证一定的条理敷设好，，，，，敷设时包管电池串与玻璃等质料的相对位置，，，，，调解好电池间的距离，，，，，准备层压。。。。。

4、组件层压

将敷设好的电池组件放入层压机内，，，，，通过抽真空将组件内的空气抽出，，，，，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和TPT背板粘接在一起；；；；；；最后冷却取出组件。。。。。层压工艺是太阳能电池组件生产的要害一步，，，，，层压温度和层压时间凭证EVA的性子决议。。。。。

层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，，，，，以是层压完毕应将其切除。。。。。

7、装框

类似与给玻璃装一个镜框；；；；；；给玻璃组件装铝框，，，，，增添组件的强度，，，，，进一步的密封电池组件，，，，，延伸电池的使用寿命。。。。。边框和玻璃组件的误差用硅酮树脂填充，，，，，各边框间用角键毗连。。。。。
在组件背面引线处粘接一个接线盒，，，，，以利于电池与其他装备或电池间的毗连。。。。。

图9是封装好的单晶硅太阳能电池组件正面与背面，，，，，图10是封装好的多晶硅太阳能电池组件正面与背面，，，，，在背面可看到电池接线盒。。。。。

单晶硅太阳能电池组件正面与背面

图9--单晶硅太阳能电池组件正面与背面（照片来自网络）

多晶硅太阳能电池组件正面与背面

图10--多晶硅太阳能电池组件正面与背面（照片来自网络）

太阳能电池组件也就是常说的太阳能电池板，，，，，作为太阳能发电场用的尺寸较大，，，，，大的可达2米长1米宽，，，，，一样平常为1.5m长，，，，，0.8m左右。。。。。也可凭证需要做成差别尺寸、差别电压、差别形状的组件，，，，，见图11。。。。。

多种尺寸的太阳能电池组件

图11--多种尺寸的太阳能电池组件（照片来自网络）

8、组件测试

测试的目的是对电池的输出功率举行标定，，，，，测试其输出特征，，，，，确定组件的质量品级。。。。。在标准光照条件（辐照度1000W/m?）下的输出电压一样平常为30至50伏，，，，，短路电流约10安培。。。。。
在现实应用中，，，，，若干电池组件装置在统一个支架上，，，，，串并毗连后输出，，，，，通常把这些组合在一起的太阳能电池称为太阳能电池阵列（方阵）。。。。。

图12是太阳能电池与太阳能电池组件的图形符号，，，，，符号是通俗电池符号加个圆圈，，，，，极性与通俗电池一样，，，，，图12下方是太阳能电池组件或阵列的常用画法。。。。。

太阳电池与组件的图形符号

图12--太阳电池与组件的图形符号

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