[科普中国]-常规太阳电池

常规太阳电池的构造

最基本的太阳电池由p-n结构成。右图表示太阳电池的形状，表面电极通常制成梳状电极，背面制成全面电极，同时还在表面形成起减反射作用的氧化层等。

常规太阳电池的主要结构部件的包括上电极、减反射膜、扩散区、基体、背反射、下电极，起作用分别为上电极用于形成欧姆接触和导引电流；减反射膜用于减少入射光反射和提高短路电流；扩散区、基体主要参与光电效应；背反射用于提高对长波的吸收；下电极用于形成欧姆接触和导引电流。1

常规太阳电池制造工艺目前工业界大部分晶体硅太阳电池的制作工艺如下：清洗腐蚀及绒面处理--用输送带炉或扩散炉进行pn结制作--等离子法刻蚀硅片周边--丝网印刷铝浆(或铝银浆)--(输送带烧结)--丝网印刷银浆--输送带烧结--喷涂二氧化钦减反射膜)一电池片测试分档一电池片焊接串联--太阳电池层压封装一太阳电池组装--太阳电池组件测试。(加括号的部分工艺是一些工厂使用，另一些工厂不使用。)2

改进上述工艺有明显的经济意义。具体的改进技术是进行细栅化及改良丝网印刷电极与硅的接触电阻。通常用的栅线电极宽度为120μm-200μm。开发的目标为70μm一100μm。要达此目标必须对现有银浆及铝浆的性能进行改进。丝网印刷制作电极的优点是产率高、省材料和有利于工业化生产。但制作的电池效率比真空镀膜制作的电极低，在实验室制作高效率太阳电池仍常用真空镀膜方法。2

常规太阳电池的组件及封装太阳电池组件的常见结构形式
常规的太阳电池组件结构形式有下列几种，即玻瑞壳体式结构、底盒式组件、平板式组件及无盖板的全胶密封组件。目前还出现较新的双面俐化玻璃封装组件。3

太阳电池组件的封装材料3
组件工作寿命的长短和封装材料、封装工艺有很大的关系，材料的寿命长短是决定组件寿命的重要因素。在组件中它是一项易被忽视但在实用中是决不能轻视的部件。现对材料分述如下。

(1)上盖板

上盖板覆盖在太阳电池组件的正面，构成组件的最外层，它既要透光率高，又要坚固，起到长期保护电池的作用。作上盖板的材料有：钢化玻瑞、聚丙烯酸类树脂、氟化乙烯丙烯、透明聚醋、聚碳醋等。目前，低铁钢化玻璃为最遍的上盖板材料。

(2)粘结剂

粘结剂主要有：室温固化硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、透明双氧树醋、氟化聚醋、乙烯丙烯酸乙烯等。

粘结剂的一般要求有：

①在可见光范围内具有高透光性;

②具有弹性;

③具有良好的电绝缘性能;

④能适用自动化的组件封装。

(3)底板

底板一般为钢化玻瑞、铝合金、有机玻璃、TPF等。目前较多应用的是TPF复合膜，对它的要求是:

①具有良好的耐气候性能，

②层压沮度下不起任何变化，

③与枯接材料结合牢固，

(4)边框

平板组件必须有边框，以保护组件和组件与方阵的连接固定。边框为粘结剂构成对组件边缘的密封，主要材料有不锈钢、铝合金、橡胶、增强塑料等。3

常规太阳电池特性聚光特性采取聚光的方法，使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，可以提高单位面积太阳电池的输出功率，降低光伏发电的成本，具有很好的应用前景。特别是像光伏水泵这样的系统，太阳电池占系统近90%的成本，降低太阳电池成本至关重要。4

温度特性晶体硅太阳电池的工作电压和输出功率对温度相当敏感，最大功率点电压Vm由15℃的0.424V变化为110℃的0.238V，降低了44 %;最大功率点功率Pm由15℃的0.134W变化为110℃的0.062W，降低了54%，两者基本上随温度的上升呈线性下降。工作电压的大幅度变化无论对于光伏电源还是光伏水泵都有致命的影响，要么严重偏离设计工作点，要么只能获得极低的系统效率；太阳电池最大功率的降低直接减小了系统的输出功率。因此常规太阳电池低倍聚光应用必须解决好太阳电池的散热问题，否则无法达到靠聚光来增加太阳电池输出功率的目的，并且温度越低越好。4