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beplay全站App太阳能板施工

杰森svarc.

beplay全站App太阳能电池板组装结构.jpg

beplay全站App太阳能电池板技术正以更高的效率和更低的价格迅速发展,导致需求大幅增加。然而,尽管技术有了巨大的进步,基本的太阳能电池板的结构多年来并没有太大的变化。beplay全站App大多数太阳beplay全站Appbeplay体育.apk能电池板仍然是由一系列晶体硅电池夹在前玻璃板和后聚合物塑料背板之间,在铝框架内支撑。

一旦安装,太阳能电池板在25年以beplay全站Appbeplay体育.apk上的生活过程中受到严重的条件。温度,湿度,风和紫外线辐射的极端变化可以在太阳能电池板上施加巨大的应力。beplay全站App幸运的是,大多数面板都是精心设计的,以抵御极端天气。然而,一些面板仍然可以以多种方式失败,包括水入进入,细胞微骨折和潜在的诱导降解或PID。这就是为什么太阳能电池板仅使用最高质量的组件制造是至关重要的。在我们的另一篇文章中,beplay体育.apkbeplay全站App最好的太阳beplay全站Appbeplay体育.apk能电池板,我们强调领先的制造商使用最高质量的材料和测试的最高行业标准。


太阳能电池是如何beplay全站App制造的?

使用普通的Czochralski工艺制成的单晶硅锭。

使用普通的Czochralski工艺制成的单晶硅锭。

beplay全站App太阳能光伏电池,或光伏电池是利用硅结晶晶片类似于用于制造计算机处理器的晶圆。硅片可以是多晶的,也可以是单晶的,并使用几种不同的制造方法来生产。最有效的类型是单晶(单晶),这是使用众所周知的czochralski.的过程。与多晶硅相比,这种工艺更耗能,因此生产成本更高。

另一方面,多晶硅晶片的效率略低,而且是用几种材料制成的净化过程其次是一种更简单、成本更低的铸造方法。最近,铸造单晶或演员莫诺细胞越来越受欢迎。原因是由于用于制造铸造单细胞的低成本浇铸过程,其类似于用于多晶硅电池的方法。然而,Cast-Mono晶片并不像Czochralski过程所做的高效和纯的单声道晶片。

  • 单晶硅电池-最高效率和最高成本

  • 演员monosilicon细胞-效率高,成本低

  • 多晶硅电池-效率低,成本低

不同太阳能电池类型.beplay全站Appjpg

制造晶硅电池

制造晶体硅太阳能电池需要许多不同的制造工艺,从一种叫做石英岩的原材料beplay全站App开始,石英岩是石英砂岩的一种形式。首先,石英岩也被称为硅砂转化为冶金级硅通过将碳和石英岩组合在炉子中。该过程发生在非常高的温度下,并导致99%的纯硅。下一步是使用称为所谓的化学净化过程将冶金等级硅转化为纯多晶硅。西门子过程或升级冶金级硅(UMG Si),使用成本较低的冶金工艺。

然后可以是多晶硅掺杂含有含硼或磷的痕量p型或n型硅。在这个阶段,多晶硅可以熔化并浇铸成大矩形块并使用金刚石线切割方法薄片切成薄片以产生多晶多晶体晶片。

生产效率越高单晶词晶圆或电池,掺杂的硅可以制成纯固体晶体锭直拉法.这个过程包括在高压和高温下熔化多晶硅,以缓慢生长单晶硅锭。

制造单晶硅太阳能电池的基本材料和步骤beplay全站App

制造单晶硅太阳能电池的基本材料和步骤beplay全站App

单晶光伏电池的制造步骤

  1. 硅砂在电弧炉中净化,生成99%的纯硅

  2. 99%的硅进一步精炼,接近100%的纯硅

  3. 硅掺杂硼或磷(p型或n型)

  4. 掺杂的硅被熔化并提取成晶体锭

  5. 圆锭是用金刚石线切成方形薄片的

  6. 薄基片涂有超薄的P型或N型硅层,以形成薄基片pn结

  7. 在细胞表面添加一层抗反射层和金属手指

  8. 添加平板丝带母线(如图所示)或薄线(MBB)汇流条

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太阳能电池板是如beplay全站Appbeplay体育.apk何制造的?

beplay全站Appbeplay体育.apk太阳能电池板使用下面详细描述的六个主要组件,并在先进的制造设施中以极高的精度组装。在本文中,我们将重点讨论使用晶体硅太阳能电池beplay全站App因为这是目前为止最常见、性能最好的太阳能技术。beplay全站App还有其他可用的太阳能光伏技术,如beplay全站App薄膜和丝网印刷电池,但我们不会讨论这些,因为它们的用途有限或仍在开发中。

太阳能电池板的六个主要部件beplay全站App

  1. beplay全站App太阳能光伏电池

  2. 钢化玻璃- 3至3.5毫米厚

  3. 挤压铝框

  4. 封装- EVA薄膜层

  5. 聚合物后背板

  6. 接线盒-二极管和连接器

许多著名的太阳能电池板制造商都是beplay全站App垂直整合这意味着这家公司提供并生产所有主要部件,包括用于制造太阳能光伏电池的硅锭和晶圆。beplay全站App然而,许多电池板制造商使用外部采购的部件组装太阳能电池板,包括电池、聚合物背板和封装beplay全站Appbeplay体育.apk的EVA材料。这些制造商在选择零部件时可以更有选择性,但他们并不总是能控制产品的质量,所以他们应该确保使用最好的供应商。

用于施工太阳能电池板的6个主要部件beplay全站App

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1.beplay全站App太阳能光伏电池

具有5条母线的典型单晶太阳能电池beplay全站App

具有5条母线的典型单晶太阳能电池beplay全站App

beplay全站App太阳能光伏电池或光伏电池将阳光直接转化为直流电能。太阳能电池板的性能由电池类型和所用硅的特性决定,主要有两种类型:单晶词多晶硅。PV电池的基座是非常薄的晶片,通常是0.1毫米厚,由正极或正极制成p型硅或消极n型硅。目前有许多不同尺寸和配置的电池,可提供不同级别的效率和性能,包括半切或分裂电池、多母线(MBB)电池,以及最近使用薄重叠晶片带的带状电池。有关不同电池和太阳能电池板类型的更多详细信息,请参阅完整的beplay体育.apkbeplay全站Appbeplay全站App太阳能光伏电池技术综述

普通(p型)硅太阳能电池基本结构图-点击查看更多信息。beplay全站App

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大多数住宅太阳能电池板包含60个单beplay全站Appbeplay体育.apk晶或多晶电池,通过母线串联在一起,根据使用的电池类型产生30-40伏的电压。用于商业系统和beplay全站Appbeplay体育.apk公用事业规模的太阳能农场的大型太阳能电池板包含72块或更多的电池,并在更高的电压下运行。连接细胞的电触点被称为母鹿并让电流通过电路中的所有单元。

使用不同类型和尺寸太阳能电池的6主要类型beplay全站Appbeplay体育.apk的太阳能电池板 -点击放大


2.玻璃

前玻璃板保护光伏电池免受天气和冰雹或空气碎片的影响。玻璃通常具有高强度回火玻璃厚度为3.0至4.0mm,能够抵抗机械载荷和极端温度变化。IEC最低标准冲击测试要求太阳能电池板能够承受1英寸(25毫米)直径的冰雹石以60英里/小时beplay全站Appbeplay体育.apk(27米/秒)的速度移动的冲击。在发生事故或严重撞击的情况下,钢化玻璃也比标准玻璃更安全,因为它会碎成微小的碎片,而不是尖锐的锯齿状部分。

beplay全站App太阳能电池板玻璃比较.jpg

提高效率和性能高递送的玻璃被大多数制造商使用,它们有一个非常低铁内容物和背面的抗反射涂层,以减少损失和改善光传输。


3.铝框

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铝制框架通过保护容纳电池的层压部分的边缘并提供固体结构以将太阳能电池板安装到位置的固体结构来起到关键作用。beplay全站App挤出的铝部件设计成极轻,坚硬,能够承受高风和外力的极端应力和装载。

铝框架可以是银色或阳极氧化黑色,取决于面板制造商的角部分可以拧,压或夹在一起,提供不同水平的强度和刚度。

beplay全站App太阳能电池板框架角关闭.jpg

4. EVA电影

EVA是乙烯醋酸乙烯酯的缩写,它是一种特殊设计的高透明聚合物(塑料)层,用于封装电池,并在生产过程中保持其位置。EVA材料必须是非常耐用和容忍极端的温度和湿度,它在长期性能中起着重要的作用,防止湿气和污垢进入。

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光伏电池两侧的叠层提供了一定的减震功能,有助于保护电池和互连电线免受冰雹和其他物体的振动和突然冲击。一种高质量的EVA薄膜,其高度“交联”可能是长寿命或面板因进水而失效的区别。在生产过程中,在玻璃和背板组装之前,电池首先用EVA封装。


5.相对

背板是普通太阳能电池板最后面的一层,作为防潮屏障和最后的外部皮肤,提供机械保护和电气绝缘。beplay体育.apkbeplay全站App背板材料由各种聚合物或塑料制成,包括PP, PET和PVF,提供不同级别的保护,热稳定性和长期抗紫外线。背板层通常是白色的,但也可作为透明或黑色,这取决于制造商和模块。

“Tedlar”PVF材料来自杜邦公司是全球领先的高性能光伏组件背板制造商之一。

双玻璃面板- 一些面板,如双子和无框架面板使用后玻璃面板而不是聚合物底片。后侧玻璃比大多数底片材料更耐用,更长的持久性,因此一些制造商在双玻璃面板上提供了30年的性能保修。


6.接线盒和连接器

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接线盒是位于面板背面的一个小型防风雨外壳。需要牢固地连接连接面板所需的电缆。接线盒很重要,因为它是所有电池集相互连接的中心点,必须防止潮湿和污垢。

旁路二极管

接线盒也容纳了旁路二极管当电池被遮蔽或弄脏时,需要防止反向电流。二极管只允许电流在一个方向流动,一个典型的60单元面板被分为3组20个PV单元,每组都有一个旁路二极管以防止反向电流。不幸的是,旁路二极管可能会随着时间的推移而失效,可能需要更换,因此接线盒的盖子通常可以拆除以进行维修,尽管许多现代太阳能电池板现在使用更先进的持久二极管和不可使用的接线盒。beplay体育.apkbeplay全站App了解更多关于旁路二极管的工作原理在这里。

在一个典型的60电池太阳能电池板的接线盒内,显示3个旁路二极管beplay全站App

现代面板与更先进的二极管安装,以减少热量和延长寿命

beplay全站App太阳能MC4连接器

几乎所有的太阳能电池板beplay全站Appbeplay体育.apk都是用一种叫做MC4连接器的特殊耐候性插头和插座连接在一起的。术语MC4是指多触点直径4mm的连接器。由于极端的天气条件,连接器必须非常坚固,安全,抗紫外线,并保持良好的连接,在低电压和高电压高达1000V的最小电阻。

该连接器设计用于标准的4mm或6mm双绝缘太阳能直流电缆与锡铜多股芯最小电阻和增加耐久性。beplay全站App为了正确组装连接器,使用一种特殊的压接工具将多股电缆压接到内部端子上,然后插入并卡入MC4外壳。

beplay全站AppSolar MC4连接器-带内部压接端子的公接头和母接头

beplay全站AppSolar MC4连接器-带内部压接端子的公接头和母接头

注意:有几种不同类型的MC4连接器可能看起来相似,但并不总是能够安全地安装在一起。连接器的类型和制造相同必须经常使用减少潜在的水进入或堵塞故障,可能导致电弧甚至火灾。上面显示的MC4连接器和下一代MC4- evo -2连接器(未显示),都是由Staubli制造的,也是唯一一个外观不同的连接器,允许一起使用。


beplay全站App太阳能电池板组装与制造

beplay全站Appbeplay体育.apk太阳能电池板在先进的制造设施中组装,使用自动化机器人设备和传感器来精确定位组件。制造工厂必须非常清洁和控制,以防止在组装期间的任何污染。

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在整个制造过程中,使用先进的光学/成像传感器对面板和电池进行检查和检查,以确保所有组件的位置正确,电池的晶圆非常脆弱,在组装过程中没有损坏或开裂。根据制造商的情况,最后的面板装配要通过一系列测试进行彻底检查,包括电致发光(EL)或闪光测试,以识别电池中的任何缺陷,这些缺陷一旦暴露在阳光和高温下多年可能导致失效。

下面是澳大利亚太阳能电池板制造商Tindo Solar的beplay全站App视频。

Video showing a modern solar panel assembly plant with automated assembly and testing processes and controls. - Video Credit Tindo Solar

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视频显示了一个现代化的太阳能电池板装配厂,具有beplay全站App自动化装配和测试过程及控制。-视频信贷Tindo Solar


beplay全站App太阳能电池板退化和故障

beplay体育.apk通常是非常可靠的,因为它们没有移动部件,只需要很少的维护,但随着时间的推移,它们可能会由于一些不同的原因失效或表现不佳。在太阳能电池板25年的预期寿命中,电池会由于所谓的“损耗”而慢慢失去能量beplay全站App,这是正常的光诱导降解或LID.结果平均每年平均0.5%,通常不明显,大多数太阳能电池板仍将在20年或更长时间后的原始额定容量中的80%或更多的时间。beplay体育.apkbeplay全站Appbeplay全站App太阳能电池板保修细节

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不幸的是,太阳能电池板可能会遇beplay全站Appbeplay体育.apk到更严重的问题,例如微裂缝以及由于许多其他原因造成的严重退化,这些原因通常是由于安装不当,或人们在屋顶板上行走。这些问题通常很难发现,如果持续几年,可能会发展成热点并引起诸如电弧或火灾等灾难性故障。幸运的是,有一些方法可以降低故障的可能性,大多数制造商都在改进面板的设计和制造,以尽量减少短期和长期问题。了解更多关于beplay全站App太阳能电池板的问题,如微裂纹和热点


持续性

阳光或太阳能是一种免费的beplay全站App能源可再生永远不会被耗尽的能量。另一方面,化石燃料是发出的有限资源温室气体以及提取、加工和燃烧过程中的其他微粒。相比之下,太阳能电池板在使用时beplay全站Appbeplay体育.apk不会产生任何排放,但它们是由几种不同的材料制成的,需要不同水平的资源和能源。用于提取原材料和生产产品的能源被称为“能源”。体现了能量”。产品偿付所含能量所需的时间是以年为单位计算的。这被称为总能量回报时间(EPBT)。

一个典型的硅晶体太阳能电池板在安装后的2-3年内将产生足够的beplay全站App能量来偿还所蕴含的能量。然而,随着面板效率的提高,在许多平均太阳辐射较高的地区,回收期已减少到不到2年。beplay全站App

下图突出显示了过去250年中化石燃料燃烧排放量的增加。形象信用ourworldindata.org

现代的晶体硅太阳能电池板在2-3年内产生足够的能量来偿beplay全站Appbeplay体育.apk还所蕴含的能量。这是由多个详细的研究支持的生命周期分析。然而,许多研究现在已经过时了,因为太阳能光伏电池的效率在过去几年已经从15%增加到20%(增加了3beplay全站App5%),而且回报时间估计只有一年。考虑到一个典型的太阳能电池板可以使用20-3beplay全站App0年,它将很容易地将所消耗的能量偿还数倍,并抵消数千吨的排放。

太阳能电beplay全站Appbeplay体育.apk池板有毒吗?

尽管关于太阳能电池板的毒性大量信息,但现代晶体硅太阳能电池板几乎包含beplay体育.apkbeplay全站App没有有毒物质.有毒太阳能电池板的说法来自大多数过时的薄beplay全站Appbeplay体育.apk膜(碲化镉- CdTe)太阳能电池板,其中确实含有微量的镉和碲化物。然而,除非这些(相对罕见的)面板被分解成碎片,否则微量的镉就包含在EVA层中,无法滤出。

现代晶体硅太阳能电池板的电池互连焊料中只含有微量的铅。beplay全站Appbeplay体育.apk然而,随着新的母线压缩连接技术的出现,焊料的使用开始逐步被淘汰导电胶材料.值得注意的是,焊料被用于数以百万计的电子设备和电器。在消费电子设备、手机、电脑和电视中使用的有毒元素要多得多,这就是为什么电子垃圾或电子垃圾是一个大的全球问题。

目前全世界大约98%的太阳能电池板是硅beplay全站Appbeplay体育.apk晶体,不含镉或碲化物。太阳能电池板是非常良性的,即使电池损坏,也不会造成任何污染,因为电池封装在一种非常耐用的聚合物中,不含易溶解的材料。然而,像所有的电器一样,太阳能电池板需要在寿命结束时收集和回收,我们将在下面的章节中讨论。

参考文献

详细的太阳能光伏系统生命周期分析beplay全站App


回收太阳能电池板beplay体育.apkbeplay全站App

由于大多数安装在过去2beplay全站Appbeplay体育.apk0年的太阳能电池板仍在使用,没有大量的太阳能垃圾。然而,在接下来的10-20年里,许多系统将到达生命的终点(EOF),预计需要回收的与太阳能相关的废弃物的数量将大幅增加。beplay全站Appbeplay全站App由于铝框架和安装系统等材料易于回收,太阳能电池板回收是一个新兴产业。大多数太阳beplay全站App能电池板制造商都在努力实现更可持续的发展,现在都是非营利组织的一部分PV周期组织——“光伏循环为成员和废物持有者提供了更好的回收途径,并确保回收率高于行业标准。”

  • 在澳大利亚,有几家公司将回收旧的或损坏的太阳能电池板,包括阿德莱德的公司beplay体育.apkbeplay全站Appreclaimpv..http://reclaimpv.com/

  • 在欧洲法国废物管理公司威立雅集团已在法国南部开设了第一家专用太阳能电池板回收设施,能够恢复和回beplay全站App收95%的材料。

  • 为了进一步阅读这里是一篇很好的文章更新关于太阳能电beplay全站App池板回收。

Veolia opens the first European plant entirely dedicated to recycling photovoltaic panels in Rousset www.veolia.com

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威立雅在罗塞特www.veolia.com开设了第一家完全致力于回收光伏电池板的欧洲工厂


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