太陽(yáng)能光伏電池組件及材料應(yīng)用

摘 要

太陽(yáng)能光伏是一種基于以太陽(yáng)能為主要能量供應(yīng)的半導(dǎo)體電池材料，而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后的太陽(yáng)能，以電能的形式作用于發(fā)電工程或系統(tǒng)中。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件發(fā)揮著重要的能量傳輸與供應(yīng)功能。其主要結(jié)構(gòu)是由多種電池片組成，并按照列陣的形式加以整合和排列，最終以電池板的形態(tài)展現(xiàn)在太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中。通過光伏組件的有效應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能量的轉(zhuǎn)換，更實(shí)現(xiàn)了綠色生態(tài)電能能源的存儲(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能光伏 電池組件 材料應(yīng)用

太陽(yáng)能領(lǐng)域一直是我國(guó)能源建設(shè)與發(fā)展的重點(diǎn)工程領(lǐng)域，將太陽(yáng)能這一自然能源，轉(zhuǎn)化為電能和熱能。用來(lái)提供人們的熱能需求以及用電需求，一直是我國(guó)能源事業(yè)重點(diǎn)關(guān)注并推崇的研發(fā)與改革方向。在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化研發(fā)過程中，一種新型技術(shù)領(lǐng)域得以發(fā)掘，那便是太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域。這是一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的現(xiàn)代化技術(shù)形式，為我國(guó)電能能源實(shí)現(xiàn)綠色開發(fā)提供了重要保障。本文著重就該技術(shù)領(lǐng)域中的光伏組件及其具體應(yīng)用加以分析，從而為太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)化路徑優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 太陽(yáng)能光伏電池組件配件材料應(yīng)用分析

1.1 太陽(yáng)能電池片

在光伏組件中，電池片發(fā)揮著重要作用，主要材料為半導(dǎo)體，以該材料為基礎(chǔ)將光能與電能進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化。因?yàn)殡姵仄瑯?gòu)建材料上存在著較大的不同，導(dǎo)致電池的分類也具有多樣性。關(guān)于硅類材料重要分為單晶硅與多晶硅電池兩種材料形式，此外，好包含著硫化鎘電池以及納米晶體材料為主的電池形式。

1.2 EVA

EVA是一種復(fù)合型材料，該材料所得過程是E和VA兩種物質(zhì)在共聚反應(yīng)下所得一種產(chǎn)物。在共聚反應(yīng)條件下，兩種材料配比是可調(diào)節(jié)的，即可以根據(jù)光伏組件架構(gòu)需求，靈活調(diào)整反應(yīng)材料配比。同時(shí)，EVA具有較強(qiáng)的柔韌性，即存在著較大的形變彈性范圍。而材料表面比較平整，決定光伏組件使用性能與使用周期的主要因素。此外，EVA材料在生產(chǎn)制作工藝上所呈現(xiàn)的技術(shù)要求極為嚴(yán)格。如若因?yàn)樯a(chǎn)商進(jìn)行不規(guī)范層壓操作，將嚴(yán)重降低EVA材料的粘性與膠質(zhì)強(qiáng)度。這也是造成光伏組件存在功能性安全隱患，降低太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率的根本問題所在。通常，就EVA材料的生產(chǎn)與制作，根據(jù)層壓次數(shù)分為一步層壓和兩步層壓。而在一步層壓時(shí)間與溫度指標(biāo)上也具有十分嚴(yán)格的技術(shù)要求，一般為15分鐘，溫度控制在138℃為宜。相較于前者，兩步層壓在最后階段的溫度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在140℃左右。

1.3 背板材料

在光伏組件中，背板材料的選擇是十分關(guān)鍵的。就具體材料結(jié)構(gòu)分析，比較常見 的背板材料有TPT，PET，等。以TPT為例，主要由三層聚合物組成。簡(jiǎn)單來(lái)講，便是兩層PVF，以及夾層PET結(jié)構(gòu)，所呈現(xiàn)的形態(tài)特征主要是復(fù)合型的薄膜形態(tài)。關(guān)于該材料在光伏組成中發(fā)揮的功能，可以總結(jié)為三點(diǎn)。即空間封閉，阻斷電源以及隔絕水體，以便為光伏組件提供保護(hù)。不僅可以維護(hù)光伏組件的正常使用，更延長(zhǎng)了使用壽命，降低太陽(yáng)能——電能的能量轉(zhuǎn)化成本與資金投入。此外，背板材料質(zhì)量是決定能量轉(zhuǎn)化的重點(diǎn)因素，材料生產(chǎn)商務(wù)必要提高該材料生產(chǎn)的責(zé)任意識(shí)與規(guī)范意識(shí)。

1.4 鋼化玻璃

鋼化玻璃，相較于普通玻璃，材質(zhì)更為堅(jiān)韌，抗壓力與抗破壞能力更強(qiáng)。光伏組件中利用該種材料的玻璃，可以顯著提高自身安全性能，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化功能的正常運(yùn)行。此類玻璃的生產(chǎn)步驟，主要在于對(duì)于普通玻璃材料實(shí)施物理與化學(xué)的雙向作用，在人工操作以及先進(jìn)技術(shù)支撐背景下，實(shí)現(xiàn)該種特殊材質(zhì)玻璃的加工與制作。在此，需要注意的是，鋼化玻璃由于材質(zhì)特別堅(jiān)硬，很難就其具體形狀進(jìn)行二次切割。因此，為了滿足光伏組件的具體需求，在制作前夕便應(yīng)該就組件所需材料具體規(guī)格，就鋼化玻璃的長(zhǎng)、寬比例進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)完成普通玻璃形狀切割之后，再實(shí)施相應(yīng)的物化手段，完成光伏組件玻璃材料的鋼化作用。

1.5 其他小件材料

光伏組件除了上述材料外，還抱著多種輔助性的小件材料。比如，鋁合金的使用，有效保護(hù)了EVA材料，避免其受外力破壞，從而實(shí)現(xiàn)光伏組件運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的防護(hù)。而接線盒，也是構(gòu)成光伏組件的主要原材料，也是太陽(yáng)能與電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的開關(guān)。換句話說(shuō)，接線盒是以中轉(zhuǎn)站的形式存在，發(fā)揮著保護(hù)整個(gè)工程系統(tǒng)的作用與功能。其實(shí)，接線盒中起主要決定作用的是一種專業(yè)名稱為二極管的材料。能夠根據(jù)外界風(fēng)險(xiǎn)阻斷電路流向也必須依賴這一先進(jìn)材料，因此，加強(qiáng)二極管材料優(yōu)化，提高接線盒質(zhì)量是十分有必要的。在此，需要明確一點(diǎn)，因?yàn)殡姵仄牟牧闲问奖容^多樣，所需要的二極管規(guī)格、功能也略有不同。相關(guān)人員應(yīng)就此提高重視，根據(jù)電池片的具體材料標(biāo)準(zhǔn)合理選擇二極管類型。此外，硅膠材料在整個(gè)光伏組件中所發(fā)揮的功能十分顯著。并作用于EVA，背板材料，接線盒各個(gè)材料的制作與組成當(dāng)中。以此材料實(shí)現(xiàn)光伏組件內(nèi)部與外部環(huán)境的阻隔，從而延長(zhǎng)電能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的使用期數(shù)。其實(shí)，硅膠材料所涉及到的制作工藝一點(diǎn)也不復(fù)雜，且材料制取所投入的資金數(shù)額相對(duì)較少，是一種性價(jià)比十分高的粘合材料。

2 光伏組件在電能發(fā)電中的具體應(yīng)用領(lǐng)域探究

光伏組件，作為一種先進(jìn)能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的主要技術(shù)手段。伴隨著，光伏組件的進(jìn)步與創(chuàng)新，該種技術(shù)形式被廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。將該技術(shù)應(yīng)用電力不發(fā)達(dá)地區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐用褚约败娛鹿芾淼恼９╇姟２⑶以谵r(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域也取得較大的成效，為深水井提供電力支持。同時(shí)，光伏組件在交通、通訊公用性服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用也較為普遍。利用該能量轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)野外領(lǐng)域通訊信號(hào)站，以及交通指示燈正常運(yùn)輸下的能量供給。此外，光伏組件的使用不僅僅局限于此，在石油開發(fā)、海洋探測(cè)甚至宇宙勘探等領(lǐng)域都具有重要的意義。

3 結(jié)論

綜上，太陽(yáng)能，作為重要的自然能源，可以無(wú)限的開發(fā)與利用。如若通過相應(yīng)技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)化成電能，將推動(dòng)電力工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)持續(xù)化的發(fā)展進(jìn)程。就此，太陽(yáng)能光伏，一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的全新能源轉(zhuǎn)化形式被有效提出。太陽(yáng)能光伏主要應(yīng)用原理，依賴于多種電池片構(gòu)成的光伏組件。在光伏組件的作用下，太陽(yáng)能與電能之間實(shí)現(xiàn)完美轉(zhuǎn)化，并為我國(guó)電力工程提供能源動(dòng)力支持。

參考文獻(xiàn)

[1]齊鍇亮，雷蕊英.光伏組件封裝用EVA膠膜的研究進(jìn)展[J].粘接，2010：1-5.

[2]劉道華，胡秀云，劉江峰，關(guān)鳳.非對(duì)稱基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)跟蹤光伏最大功率點(diǎn)的方法[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，（05）：136-142.

[3]艾晨，武志云.光伏材料與柔性基布粘結(jié)性能的初步探究[J].輕工科技，2014，30（01）：18-20.

作者簡(jiǎn)介

付龍（1978-），男，山東省濟(jì)寧市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為山東理工職業(yè)學(xué)院光電工程學(xué)院講師。主要研究方向?yàn)楣怆姽δ懿牧稀?/p>

作者單位

山東理工職業(yè)學(xué)院光電工程學(xué)院 山東省濟(jì)寧市 272100endprint