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 Nase vorn hat

Das Frontmaterial eines PV-Moduls muss eine hohe Durchlässigkeit im Wellenlängenbereich aufweisen, der von den Solarzellen nutzbar ist, 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 geringen 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 gebräuchlichste 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 Teile eines PV-Moduls und bestimmt direkt die Gesamtleistung des Moduls. Es handelt sich um einen Halbleiterwafer, der aus Sonnenlicht Strom erzeugt. Solange 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

Das Verkapselungsmaterial sorgt für die Haftung zwischen den Solarzellen und der Vorder- und Rückseite des Moduls. Es muss unter hohen Temperaturen und starker UV-Einstrahlung stabil bleiben. Es sollte auch optisch transparent sein, mit geringem Wärmewiderstand und hohem elektrischem Widerstand.

EVA (Ethylen-Vinylacetat) ist das am häufigsten verwendete Verkapselungsmaterial. Es liegt als dünne Folie vor, die zwischen den Zellen und der Vorder- und Rückseite angeordnet wird und eine Sandwichstruktur bildet. 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 von einer Stringer-Maschine direkt auf die leitfähigen Busbars auf der Zelloberfläche gelötet und leitet und sammelt den Strom jeder Zelle. 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 sich mit dem internen Busband und verbindet das Modul mit dem externen Stromkreis. Sie benötigt gute elektrische Eigenschaften, und ihr Design und ihre Abmessungen müssen den Anforderungen der Betriebsumgebung entsprechen, einschließlich elektrischer, mechanischer, wärmebeständiger, korrosionsbeständiger und witterungsbeständiger Anforderungen, ohne Gefahr für Benutzer oder Umwelt darzustellen. Gängige 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 Leistungsfähigkeit 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.

Ooitech's Sicht

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.