光伏太阳电池组件封装损失——光学损失

光伏太阳电池组件封装损失——光学损失
从理论上讲，单结硅系太阳电池不能将所有光线都吸收转换成电能，地面用硅太阳电池的光谱响应范围一般为300nm-1100nm，因此，任何使这一波段的光进入电池减少的因素都会造成光学上的损失，可以从光的透射和反射两方面进行分析。　　光从组件表面到硅体内要依次经过玻璃、密封胶(一般为EVA)，所以玻璃和EVA会对光吸收产生影响，玻璃和EVA的透射率越高，组件的封装损失也就越小。常规超白钢化玻璃的透射率为92%左右，目前市场上已推出具有增透膜的镀膜玻璃，透射率可高达96%，镀膜玻璃一般可提高组件1%的输出功率增益，但其长期稳定性和可靠性需要进一步的研究。不同厂家的玻璃的透射率有很大区别，透射率越高则进入到电池中的光也就越多，而电池的输出功率与光强成正比的。在电池和其他辅材不变的情况下，使用透射率高的钢化玻璃，组件的输出功率增大，封装损失减小。　　EVA(乙烯-醋酸乙烯聚合酯)用于粘结钢化玻璃、电池和背板，由于它是紫外不稳定的，约占太阳光6%的紫外线长时间的照射可造成EVA胶膜的老化、龟裂、变黄，继而降低其透光率，因此有些厂家的EVA中会添加抗紫外剂，这样就会引起EVA在短波段的透射率的下降。高方阻电池在短波段(<450nm)的IQE是要高于常规电池的，而如果采用对短波长光截止的EVA，则会造成这部分光不能被高方阻电池吸收，那么封装损失肯定比同效率常规电池制作的组件的封装损失要大。因此，使用不同工艺制作的太阳电池需要选择与之相匹配的EVA，在透光率和抗紫外两者之间找到折衷点，在不影响可靠性的基础上降低组件的封装损失。另外，有公司提出使用化学性质稳定、耐紫外、透射率高的透明硅胶做为组件的密封胶，可以有效避免密封胶黄化和电池不能接受到短波长光线的问题。　　太阳电池的表面沉积了一层氮化硅结构的减反射膜，折射率约为2.1，其上有EVA和钢化玻璃(两者的折射率约为1.48左右)，为使组件的透射率达到最大的减反效果，还需要使SiNx膜的厚度、EVA和玻璃厚度得到最好的匹配结果和最佳的光学上的减反射效果，可以有效增加组件的输出功率。　　太阳电池组件的背板用来防止水汽进入组件，常采用TPT(Tedler-PET-Tedler)膜。常规白色TPT其与EVA接触面的反射率曲线见图五，可见在中长波段具有高达80%左右的反射率。白色的TPT膜对入射到太阳电池间未被电池吸收的太阳光具有反射作用，这部分光在空气与玻璃的界面处被反射向太阳电池，增加入射到太阳电池组件上的光的利用率。一般的，使用白色的TPT比黑色的TPT能增加组件1%的输出功率增益，有利于降低组件的封装损失。　　太阳电池被焊带覆盖部分无法吸收太阳光，某些焊带公司推出了反光焊带，焊带的正面镀银并压延出纵向沟槽状结构，这种结构能将入射到焊带上的光线以一定角度反射到组件的玻璃层内表面，在玻璃-空气界面上全反射后投射回电池表面。捕捉到的光能让组件产生额外增加的功率，理论上可以提高组件效率2%左右。