引言

　　目前，高成木是抑制大规模太阳电池应用的主要原因之一，而材料成本占了太阳电池组件成本的大头。实现太阳电池生产中原材料的国产化是降低成本的重要途径之一。本文就国产和进口封装材料对组件输出特性进行了比较，结果显示封装材料的透光率对封装后的太阳电池组件输出有明显的影响。本文着重讨论封装材料的透光率对封装后的太阳电池组件输出的影响。实验数据可为国产原材料生产商进一步提高产品性能做参考，同时也会让用户了解到不同封装材料对组件性能的影响。

　　一、封装方式和材料特性

　　我们采用的多晶硅太阳电池组件是结构层在正面的带夹层密封形式：即从受光面向下依次为玻璃、EVA、太阳电池、玻璃纤维（可选）、EVA和TPT。在该种封装方法中，玻璃为结构层；EVA为夹层；太阳电池在两层EVA中间；TPT为背面层。如图1所示。

　　太阳电池封装时按照上述顺序将封装材料的层叠，并进行了层压及以后的封装工艺。现就封装材料做一简要介绍：

　　玻璃为低铁钢化玻璃，因其含铁量极低（低于0.02%），所以其透光率极高（在400nm到1100nm的光谱范围内为90%左右），从其边缘看过去为白色因而又称白玻璃。玻璃钢化过程有助于提高太阳电池组件抗冰雹、意外打击的能力，确保整个太阳电池组件有足够高的机械强度。实验中采用的玻璃分别来自澳大利亚、秦皇岛和上海，其透光率曲线如图2所示。

　　EVA（Ethylene/Vinyl Acetate，译为聚乙烯一醋酸乙烯醋）又被称为太阳电池胶膜，用于粘接玻璃与太阳电池阵、太阳电池阵与TPT膜，其透光率在400nm到1100nm的光谱范围内也高于90%。采用的EVA分别来自BP和浙江化工研究院，透光率曲线如图3所示。

　　玻璃纤维层用玻璃纤维编织而成，用于去除层压时可能被密封在电池板内的气泡。TPT膜（Tedler-Polyeast-Tedler，译为复合氟塑料膜）用来防止水汽进人太阳电池组件内部，并对正面入射光起反射作用。TPT膜厚为0.12mm，其反射率在400nm到1100nm的光谱范围内平均值为0.698。

　　二、多晶硅太阳电池组件输出及数据分析

　　在本次实验中，除玻璃和EVA外其它原材料分别来自同一供应商。开始封装前测量了玻璃、EVA的透光率和TPT的反射率。另外，测量了固化在秦皇岛玻璃上EVA样品（为粘固在一起的玻璃和EVA）的透光率。结果显示附有来自BP公司的EVA样品的透光率大于来自浙江化工研究所的。层压后玻璃和进口EVA样品、玻璃和浙江EVA样品及去除玻璃透光率的影响后进口EVA和浙江EVA的透光率在400nm到1100nm的光谱范围内的平均值分别为：0.809，0.764，0.887和0.838。EVA在层压后内部组份重新排列及EVA本身的折射率不同，造成了图3和图4中所示的EVA透光率曲线不同，浙江EVA的透光率下降较多。样品的透光率和相应的EVA透光率如图4所示。

　　多晶硅太阳电池组件在封装前后电性能对比如表1所示（每个类别的多晶硅太阳电池组件的数据以10片以上的组件数据平均，且封装后多晶硅太阳电池组件的效率仅以太阳电池阵的面积计算）。

　　封装后多晶硅太阳电池组件的电性能较封装前增益最高达5.76%，说明结构层在正面带夹层的密封形式有助于提高太阳电池的输出功率。其原因主要有两个方面：

　　a.理论认为如在太阳电池表面沉积了一层折射率n为2.3，膜厚d为65nm的减反膜，其被密封在玻璃和EVA（两者的折射率相同，约为1.5）下时，减反作用达到了最大。相对于未封装前有更多的光入射进太阳电池内部，所以组件输出增加。封装前后电池和组件表面反射率对比如图5所示（组件表面反射率数据来自层压的小块样品测量值）。

　　b.背面的TPT膜为白色，对入射到太阳电池间未被太阳电池吸收的太阳光有反射作用。这部分光在空气与玻璃界面处再次被反射向太阳电池，增加入射到太阳电池组件上的太阳光利用率。

　　三、结论

　　用结构层在正面的带夹层密封形式进行太阳电池组件的封装有助于提高太阳电池的输出，但采用不同透光率的封装材料封装后其增益效果不同。在我们的初步研究中，采用进口封装材料的增益最高达5.75%，最差为上海玻璃和浙江EVA封装，其增益仅为0.19%。如果采用透光率更差的玻璃进行封装，则有可能使太阳电池组件的输出功率达不到设计值。

来源：solarzoom