太陽能光伏電池組件及材料應用

摘 要

太陽能光伏是一種基于以太陽能為主要能量供應的半導體電池材料，而實現(xiàn)能量轉換。經(jīng)過轉換之后的太陽能，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功能。其主要結構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)在太陽能發(fā)電相關工程系統(tǒng)結構中。通過光伏組件的有效應用，不僅實現(xiàn)了太陽能量的轉換，更實現(xiàn)了綠色生態(tài)電能能源的存儲。

【關鍵詞】太陽能光伏 電池組件 材料應用

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

1 太陽能光伏電池組件配件材料應用分析

1.1 太陽能電池片

在光伏組件中，電池片發(fā)揮著重要作用，主要材料為半導體，以該材料為基礎將光能與電能進行有效轉化。因為電池片構建材料上存在著較大的不同，導致電池的分類也具有多樣性。關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是一種復合型材料，該材料所得過程是E和VA兩種物質在共聚反應下所得一種產物。在共聚反應條件下，兩種材料配比是可調節(jié)的，即可以根據(jù)光伏組件架構需求，靈活調整反應材料配比。同時，EVA具有較強的柔韌性，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材料在生產制作工藝上所呈現(xiàn)的技術要求極為嚴格。如若因為生產商進行不規(guī)范層壓操作，將嚴重降低EVA材料的粘性與膠質強度。這也是造成光伏組件存在功能性安全隱患，降低太陽能轉化效率的根本問題所在。通常，就EVA材料的生產與制作，根據(jù)層壓次數(shù)分為一步層壓和兩步層壓。而在一步層壓時間與溫度指標上也具有十分嚴格的技術要求，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鍵的。就具體材料結構分析，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。簡單來講，便是兩層PVF，以及夾層PET結構，所呈現(xiàn)的形態(tài)特征主要是復合型的薄膜形態(tài)。關于該材料在光伏組成中發(fā)揮的功能，可以總結為三點。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。不僅可以維護光伏組件的正常使用，更延長了使用壽命，降低太陽能——電能的能量轉化成本與資金投入。此外，背板材料質量是決定能量轉化的重點因素，材料生產商務必要提高該材料生產的責任意識與規(guī)范意識。

1.4 鋼化玻璃

鋼化玻璃，相較于普通玻璃，材質更為堅韌，抗壓力與抗破壞能力更強。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，從而實現(xiàn)太陽能轉化功能的正常運行。此類玻璃的生產步驟，主要在于對于普通玻璃材料實施物理與化學的雙向作用，在人工操作以及先進技術支撐背景下，實現(xiàn)該種特殊材質玻璃的加工與制作。在此，需要注意的是，鋼化玻璃由于材質特別堅硬，很難就其具體形狀進行二次切割。因此，為了滿足光伏組件的具體需求，在制作前夕便應該就組件所需材料具體規(guī)格，就鋼化玻璃的長、寬比例進行優(yōu)化。當完成普通玻璃形狀切割之后，再實施相應的物化手段，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，有效保護了EVA材料，避免其受外力破壞，從而實現(xiàn)光伏組件運行風險的防護。而接線盒，也是構成光伏組件的主要原材料，也是太陽能與電能實現(xiàn)轉化的開關。換句話說，接線盒是以中轉站的形式存在，發(fā)揮著保護整個工程系統(tǒng)的作用與功能。其實，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)外界風險阻斷電路流向也必須依賴這一先進材料，因此，加強二極管材料優(yōu)化，提高接線盒質量是十分有必要的。在此，需要明確一點，因為電池片的材料形式比較多樣，所需要的二極管規(guī)格、功能也略有不同。相關人員應就此提高重視，根據(jù)電池片的具體材料標準合理選擇二極管類型。此外，硅膠材料在整個光伏組件中所發(fā)揮的功能十分顯著。并作用于EVA，背板材料，接線盒各個材料的制作與組成當中。以此材料實現(xiàn)光伏組件內部與外部環(huán)境的阻隔，從而延長電能轉化系統(tǒng)的使用期數(shù)。其實，硅膠材料所涉及到的制作工藝一點也不復雜，且材料制取所投入的資金數(shù)額相對較少，是一種性價比十分高的粘合材料。

2 光伏組件在電能發(fā)電中的具體應用領域探究

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

3 結論

綜上，太陽能，作為重要的自然能源，可以無限的開發(fā)與利用。如若通過相應技術手段將其轉化成電能，將推動電力工程領域實現(xiàn)持續(xù)化的發(fā)展進程。就此，太陽能光伏，一種將太陽能轉化成電能的全新能源轉化形式被有效提出。太陽能光伏主要應用原理，依賴于多種電池片構成的光伏組件。在光伏組件的作用下，太陽能與電能之間實現(xiàn)完美轉化，并為我國電力工程提供能源動力支持。

參考文獻

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作者簡介

付龍（1978-），男，山東省濟寧市人。碩士學位?，F(xiàn)為山東理工職業(yè)學院光電工程學院講師。主要研究方向為光電功能材料。

作者單位

山東理工職業(yè)學院光電工程學院 山東省濟寧市 272100endprint