Hauptmaterialien von Solarmodulen: Eine vollständige Aufschlüsselung
Inhaltsverzeichnis
Einführung
Die meisten Photovoltaikmodule bestehen aus einer Handvoll Kernmaterialien. Ein typisches Solarmodul setzt sich zusammen aus Frontmaterial, Solarzellen, Verkapselungsmaterial, Rückseitenmaterial, dem Rahmen und einigen unterstützenden Teilen. Jede Schicht hat ihre eigene Aufgabe, und gemeinsam bestimmen sie, wie gut das Modul funktioniert und wie lange es hält. Lassen Sie uns sie nacheinander durchgehen.
Frontmaterial
Was es tut und warum Glas die beste Wahl ist
Das Frontmaterial eines PV-Moduls muss eine hohe Durchlässigkeit im Wellenlängenbereich aufweisen, der von den Solarzellen genutzt werden kann, sowie einen niedrigen Brechungsindex, damit Sonnenlicht so effizient wie möglich absorbiert wird. Neben Transmission und Reflexion sollte das Frontmaterial wasserundurchlässig sein, eine gute Schlagfestigkeit aufweisen, unter langfristiger UV-Bestrahlung stabil bleiben und einen niedrigen Wärmewiderstand haben, um zu verhindern, dass Wasser oder Wasserdampf die Metallkontakte und Verbindungen korrodiert, was die Lebensdauer des Moduls verkürzen würde.
Da Module im Freien stehen und oft rauem Wetter wie Wind, Sand, Regen und Schnee ausgesetzt sind, benötigt das Frontmaterial auch eine gewisse Steifigkeit, um die Zellen im Inneren vor äußeren Einwirkungen zu schützen.
Es gibt mehrere Optionen für die Frontfläche, darunter Acryl, Polymere und Glas. Die häufigste Wahl ist gehärtetes eisenarmes Glas, da es kostengünstig, stabil, hochtransparent, wasserdicht, luftdicht ist und eine gute Selbstreinigungseigenschaft bietet.
Solarzellen
Das Herz der Stromerzeugung
Die Solarzelle ist einer der wichtigsten Bestandteile eines PV-Moduls und bestimmt direkt die Gesamtleistung des Moduls. Es handelt sich um einen Halbleiterwafer, der aus Sonnenlicht Strom erzeugt. Sobald bestimmte Beleuchtungsbedingungen erfüllt sind, gibt die Zelle eine Spannung ab und erzeugt Strom, wenn sie in einen Stromkreis eingebunden ist.
Es gibt viele Zelloptionen. Nach Prozesstechnologie umfassen sie TOPCon, BC, HJT und andere. Nach Größenangabe gibt es 182, 183, 210 und mehr. Selbst innerhalb derselben Technologie und Größe werden Zellen weiter nach Effizienz eingestuft.
Verkapselungsmaterial
Die Verbindungsschicht, die alles zusammenhält
Die Verkapselung sorgt für die Haftung zwischen den Solarzellen und der Vorder- und Rückseite des Moduls. Sie muss unter hohen Temperaturen und starker UV-Einstrahlung stabil bleiben. Sie sollte außerdem optisch transparent sein und einen geringen Wärmewiderstand sowie einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen.
EVA (Ethylen-Vinylacetat) ist das am häufigsten verwendete Verkapselungsmaterial. Es wird als dünne Folie zwischen den Zellen und der Vorder- und Rückseite eingelegt und bildet eine Sandwichstruktur. Dieses Sandwich wird dann für eine bestimmte Zeit unter einem bestimmten Druck auf 140-150°C erhitzt, sodass das EVA polymerisiert und das Modul verbindet. Im Bild unten ist die halbtransparente Folie über den Zellen EVA.
Rückseitenfolie
Die schützende Rückseite
Die PV-Rückseitenfolie ist die Rückseite des Moduls. Ihre Hauptanforderungen sind ein geringer Wärmewiderstand und die Fähigkeit, Wasser oder Wasserdampf fernzuhalten. Einfachglas-Module verwenden typischerweise eine Polymerfolie als Rückseitenfolie, während Doppelglas-Module stattdessen Glas verwenden, da eine transparente Glasrückseite vom Boden reflektiertes Licht absorbieren und zur Leistungsabgabe beitragen kann.
PV-Band (verzinntes Kupferband)
Wie Strom gesammelt und transportiert wird
Das PV-Band, ein verzinntes Kupferband, wird hauptsächlich in Verbindungsband und Sammelband unterteilt. Das Verbindungsband verbindet die Zellen innerhalb eines Moduls; es wird direkt auf die leitfähigen Busbars auf der Zelloberfläche gelötet, um den Strom jeder Zelle zu leiten und zu sammeln. Das Sammelband verbindet die Zellstrings innerhalb eines Moduls; es wird an die Verbindungsbänder gelötet und sammelt den von den Zellen erzeugten Strom in der Anschlussdose.
Die Basis des PV-Bandes besteht aus Kupfermetall, das mit einer dünnen Zinnschicht überzogen ist. Die Kupferbasis bietet hohe Leitfähigkeit und geringen Widerstand, reduziert den Innenwiderstand des Moduls und senkt den Leistungsverlust. Eine Zinnbeschichtung ist erforderlich, da Kupfer einen hohen Schmelzpunkt und eine schlechte Lötbarkeit aufweist; das Aufbringen von Zinn auf die Kupferbasis verleiht dem Band eine gute Schweißbarkeit und ermöglicht eine feste Verbindung des Verbindungsbandes mit den Busbars auf der Zelloberfläche, wodurch ein guter Stromfluss gewährleistet wird.
Anschlussdose
Die Brücke zum externen Stromkreis
Die Anschlussdose überträgt den Strom auf dem PV-Modul. Sie verbindet das interne Busband und koppelt das Modul an den externen Stromkreis. Sie benötigt gute elektrische Eigenschaften, und ihr Design und ihre Abmessungen müssen den Anforderungen der Betriebsumgebung entsprechen, einschließlich elektrischer, mechanischer, hitzebeständiger, korrosionsbeständiger und witterungsbeständiger Anforderungen, ohne Gefahr für Benutzer oder Umwelt darzustellen. Übliche PV-Modul-Anschlussdosen verwenden MC4-Schnellverbinder.
Rahmen
Festigkeit, Abdichtung und einfache Installation
Der Rahmen erfüllt mehrere Zwecke. Erstens schützt er die Glaskante und verhindert, dass das Modul unter äußerer Krafteinwirkung bricht. Zweitens verstärkt er in Kombination mit Randdichtmittel die Abdichtungsleistung des Moduls. Drittens verbessert er die Gesamtmechanikfestigkeit des Moduls erheblich. Viertens erleichtert er die Installation und den Transport des Moduls und dient als Träger, der das Modul mit der Montagestruktur verbindet, sodass eine ordnungsgemäße Befestigung die beste Lastbeständigkeit bietet, von einzelnen Vorrichtungen bis hin zu integrierten Arrays, und die mechanische Fähigkeit des gesamten Kraftwerkssystems steigert.
Dichtmittel
Feuchtigkeit fernhalten
Dichtmittel wird verwendet, um die Anschlussdose mit der PV-Rückseitenfolie zu verbinden, den Spalt zwischen ihnen wasserdicht zu machen und die Witterungsbeständigkeit des Moduls zu verbessern. Es verbindet auch das Modul mit dem Rahmen, stärkt die Verbindung zwischen beiden und verhindert, dass Wasserdampf in das Modul eindringt.
Ooitechs Ansicht
Ooitech glaubt: Die Leistung und Lebensdauer eines Solarmoduls hängen davon ab, wie gut seine geschichteten Materialien, vom Frontglas bis zum Dichtmittel, als ein System zusammenwirken.
