光伏組件也叫太陽能電池板或光伏電池板，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心部件。
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其作用是將太陽光的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能，送往蓄電池中存儲起來，也可以直接用于推動(dòng)直流負(fù)載工作，或通過光伏逆變器轉(zhuǎn)換為交流電為用戶供電或并網(wǎng)發(fā)電。
光伏產(chǎn)業(yè)主要包括光伏組件的制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)營，以及并網(wǎng)發(fā)電等過程，這其中包括單晶硅、多晶硅、硅片、銀漿、鋼化玻璃、EVA、POE、密封膠、膠黏劑、PET膜、PVDF膜/涂層、PA、PPO、PC塑料、鋁合金、不銹鋼等各種原材料生產(chǎn)加工，以及各零部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)制造、加工檢測等各種工藝和要求，包括光伏組件、電池片、光伏玻璃、膠膜、背板、接線盒、逆變器、支架、線纜、儲能蓄電池等，形成了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。
太陽電池組件要保證長達(dá)25年的使用壽命，一般是要在高溫、高濕、或者高寒、高紫外等地區(qū)使用，并且涉及電力輸送，這就對各種零部件和材料提出了較為嚴(yán)格、特殊的要求。本文主要從光伏產(chǎn)業(yè)的零部件、材料及其技術(shù)要求著手進(jìn)行解讀。光伏組件是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的最小功能單元，提高組件光電轉(zhuǎn)換效率、提升組件使用壽命、減輕組件重量以及降低系統(tǒng)成本是光伏組件開發(fā)的不變目標(biāo)。雙玻組件、大尺寸組件、多場景應(yīng)用組件等是組件開發(fā)的重要方向。
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2021年中國雙玻組件市場份額為37.4%，預(yù)計(jì)這一數(shù)字2022年將達(dá)45%。2022年大尺寸組件（182和210電池規(guī)格）滲透率有望達(dá)到75%。
隆基股份是光伏組件行業(yè)的龍頭企業(yè)，其他組件企業(yè)也發(fā)展迅猛。
影響組件轉(zhuǎn)換效率的主要因素有光學(xué)損失和電學(xué)損失。針對光學(xué)損失的優(yōu)化手段主要包括反光膜/反光焊帶、白色EVA、高反射背板、高透玻璃、三角焊帶拼片技術(shù)、焊帶整形技術(shù)以及半塊互聯(lián)技術(shù)等材料和技術(shù)的應(yīng)用。
針對電學(xué)損失的優(yōu)化手段主要包括半片電池組件、多主柵組件以及疊瓦技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。目前這些技術(shù)在行業(yè)內(nèi)都有應(yīng)用，不同廠家側(cè)重的技術(shù)路線有所不同。
光伏組件可分為晶硅組件和薄膜組件。與薄膜組件相比，晶體硅組件在市場份額方面依然占有絕對的優(yōu)勢。
硅料依然是影響晶體硅電池系列產(chǎn)品成本的最主要因素。減少硅材料的損耗，增加硅錠/硅棒尺寸、增加硅片尺寸和減薄硅片厚度將是晶體硅行業(yè)上游各環(huán)節(jié)不變的發(fā)展趨勢。
與多晶硅相比，單晶產(chǎn)品的綜合成本更低、轉(zhuǎn)換效率更高，使得單晶硅的市場份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多晶硅產(chǎn)品。
光伏產(chǎn)業(yè)晶體硅的硅片切割環(huán)節(jié)主要圍繞著大尺寸硅片和薄片的方向發(fā)展。增加硅片尺寸可以提升組件功率、降低成本。硅片尺寸目前正逐步向166mm、182mm、210mm等大尺寸推進(jìn)。
薄片化是硅片環(huán)節(jié)的另一發(fā)展趨勢。近幾年硅片厚度已從210μm、200μm降低到180μm、170μm，且仍在持續(xù)降低。
PERC電池是近年來晶體硅高效電池中的主流，其優(yōu)勢在于，背面的鈍化層可以有效減少表面復(fù)合損失，電池效率較傳統(tǒng)的全鋁背場電池可提高2%以上，普遍高于22%。
光伏玻璃構(gòu)成光伏組件的最外層，既要高透光、堅(jiān)固、耐風(fēng)霜雨雪，還要經(jīng)受沙礫、冰雹的沖擊。現(xiàn)在多在玻璃表面進(jìn)行單層或者多層鍍膜工藝，以提高玻璃透光率以及耐候性等。
因?yàn)楦叩耐腹饴屎透偷淖员?，壓延法成為光伏玻璃的主流生產(chǎn)工藝。但在光伏玻璃輕薄化趨勢下，浮法玻璃抗沖擊性好、成品率高的優(yōu)勢得到體現(xiàn)。此外，薄膜組件往往使用超白浮法玻璃。中國正在大力發(fā)展光伏建筑一體化（BIPV），將為薄膜組件和浮法玻璃帶來新的市場機(jī)遇。
為了控制組件重量，雙玻組件（尤其是背面）傾向于使用2mm甚至更薄的超薄玻璃，推動(dòng)了光伏玻璃的薄片化趨勢。
2022年中國光伏玻璃需求量將達(dá)34200噸/天，而產(chǎn)能卻將達(dá)90080噸/天。光伏電池封裝膠膜是一種熱固性有粘性的膠膜，用于放在玻璃和電池片之間，以及電池片和背板之間，起到粘結(jié)和密封的作用。
POE封裝膠膜-福斯特
光伏膠膜性能要求有：①高透光性，抗紫外線老化。②一定的彈性，緩沖不同材料之間的熱脹冷縮。③良好的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，本身不產(chǎn)生有害氣體或液體。④優(yōu)良的氣密性，能阻止外界潮氣或有害氣體的侵入。
白色EVA膠膜-斯威克
目前較多應(yīng)用的是EVA膠膜，POE和EVA+POE+EVA（EPE）等不同類型的膠膜也日益增多。
光伏膠膜-海優(yōu)新材
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EPE膠膜-江蘇鹿山
紫外截止型、高透型、白色高反射型，抗PID型，抗蝸牛紋型等不同特性的EVA膠膜，以及交聯(lián)型和熱塑型POE膠膜等成為膠膜開發(fā)的熱點(diǎn)，POE膠膜的耐候性和水汽阻隔性能等更優(yōu)。光伏背板是一種位于光伏組件背面的層壓板。作為隔絕組件內(nèi)部電池片及封裝膠膜等材料與外界環(huán)境的重要部分，要求其在絕緣性、阻隔性和耐熱性方面需具有優(yōu)異的性能，為光伏組件在惡劣戶外環(huán)境中提供長期可靠的保障。
光伏背板-賽伍
背板主要由氟碳薄膜，聚酯薄膜以及之間的膠黏劑組成，具有較高的技術(shù)和資金壁壘。
光伏背板氟膜-浙江歌瑞
光伏背板目前主要有兩種：一是復(fù)合型背板：把光伏PET基膜和氟膜用膠黏劑粘在一起；二是涂布型背板：在光伏PET基膜上涂上氟涂料。另外，隨著雙玻組件的流行，透明型背板也越來越多。復(fù)合型系列背板一般具有多層結(jié)構(gòu)，抗水解型PET作為中間基材，PET兩面中至少有一面復(fù)合為PVDF膜或FO膜。背板的EVA面具有高反射率高和強(qiáng)粘結(jié)性，空氣面具有優(yōu)異的長期耐候性。要求層與層間結(jié)合力具有長期穩(wěn)定性，戶外長期使用無分層現(xiàn)象。
典型結(jié)構(gòu)有：PVDF/Adhesive/PET/Adhesive/PVDF，PVDF/Adhesive/PET/F-coating，F(xiàn)-coating/PET/Adhesive/FO
涂覆型背板具有三層結(jié)構(gòu)，以抗水解型PET膜作為中間層，以耐候型的氟樹脂涂料為表層。在反射、粘結(jié)、耐磨及耐候性等方面具有優(yōu)異的性能，在分布式電站及強(qiáng)紫外高風(fēng)沙荒漠地區(qū)的地面電站中得到廣泛的應(yīng)用。典型結(jié)構(gòu)有：coating/PET/F-coating（白色、黑色），PET/PET/F-coating（白色）
透明背板系列為多層結(jié)構(gòu)的透明光伏背板，以抗水解型PET膜作為中間層，以PVF膜、PVDF膜或耐候氟涂層為表層。由于其在輕量化和層壓工藝便捷化方面的優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于建筑、雙面發(fā)電組件等項(xiàng)目的光伏組件中。典型結(jié)構(gòu)有：coating/PET/F-coating，PVDF/Adhesive/PET/F-coating，PVF/Adhesive/PET/F-coating
背板主流的生產(chǎn)工藝仍然是復(fù)合型。光伏接線盒是光伏組件的一個(gè)重要部件，是介于電池方陣和充電控制裝置之間的連接器。光伏接線盒主要作用是將太陽能電池產(chǎn)生的電力與外部線路連接。
接線盒由盒體、線纜及連接器三部分構(gòu)成。盒體包括盒底(含銅接線柱或塑料接線柱)、盒蓋、二極管。
由于光伏接線盒的應(yīng)用場合，它對外殼材料有以下要求：良好的抗老化、耐UV性能；能夠在室外惡劣的環(huán)境中使用，耐高低溫（-40-85℃）；擁有優(yōu)良的散熱模式，合理的內(nèi)腔容積降低內(nèi)部溫度，滿足電氣安全要求；良好的防塵、防水功能（ IP68）。
目前光伏接線盒外殼絕緣材料有PPO、PC等，其中PPO是主流材料。
連接器分為MC3與MC4兩種，會(huì)用到一些塑料材料，如PA、PC、PBT等。
光伏逆變器（PV inverter或solar inverter）可以將光伏（PV）太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。
光伏逆變器按照適用場所又可分為集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器。集中式逆變器（大型廠房、電站）優(yōu)點(diǎn)在于功率大、穩(wěn)定性強(qiáng)、便于管理與維護(hù);缺點(diǎn)在于MPPT電壓范圍較窄，無法實(shí)現(xiàn)對每一路組件的運(yùn)行條件進(jìn)行監(jiān)控;組件配置復(fù)雜、占地面積大。組串式逆變器（各類光伏電站）優(yōu)點(diǎn)在于其功率較小，MPPT電壓范圍寬，不受陰影、雨霧天氣遮擋影響，且體積較小，安裝靈活。缺點(diǎn)是逆變器與元器件數(shù)量多，系統(tǒng)監(jiān)控難度大以及穩(wěn)定性較差。
微型逆變器（戶用）優(yōu)點(diǎn)在于可對單獨(dú)組件進(jìn)行獨(dú)立MPPT控制、可提高整體效率，缺點(diǎn)在于交流側(cè)連線復(fù)雜性較高，且總效率低于組串型逆變器。光伏支架從大類來分，分為固定支架和跟蹤支架，而固定支架中常見的又可分普通固定支架、固定可調(diào)支架等，跟蹤支架中常見的有平單軸跟蹤支架、斜單軸跟蹤支架、雙軸跟蹤支架等。
固定式支架材質(zhì)多采用鋅鋁鎂，它需要提前設(shè)計(jì)好朝向，多使用于光伏車棚、水泥建筑物屋頂、彩鋼瓦屋頂上等。
另外隨著發(fā)展，出現(xiàn)了新型的柔性支架，用于普通支架無法裝置的特殊環(huán)境，如水面、荒山、荒地、灘涂、魚塘等。
跟蹤支架是可以隨著太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，可以增加太陽光對光伏板的照射時(shí)間。單軸跟蹤支架指的是只能在一個(gè)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，雙軸是可以360度轉(zhuǎn)動(dòng)。在僅增加約10%的投資基礎(chǔ)上，就能收獲25%的效率提升，是目前行業(yè)中的主流方案。
光伏密封膠包括光伏組件密封膠、光伏背板用膠、光伏逆變器灌封膠、BIPV用膠等，主要是硅橡膠以及丁腈膠等。
光伏銀漿就是高純銀粉（導(dǎo)電相）、玻璃氧化物（粘結(jié)相）、有機(jī)樹脂有機(jī)溶劑（有機(jī)載體）組成的混合物，經(jīng)過攪拌、三輥軋制后形成的均勻膏狀物。用在光伏電池片環(huán)節(jié)，是最重要的輔材，為電池片總成本占比10%左右，主要是用于硅片金屬化（柵線添加）。
硅片金屬化即通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)，把設(shè)計(jì)好的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上，然后利用絲網(wǎng)印刷機(jī)和印刷電極模板將銀漿印制在硅片的正面和背面，再經(jīng)低溫烘烤、高溫?zé)Y(jié)，形成歐姆接觸電極，從而可以收集和傳導(dǎo)光伏電池表面電流，因此光伏銀漿會(huì)直接影響光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率。
按照銀漿在電池片的位置，分為正面銀漿和背面銀漿，正面銀漿主要是匯集和導(dǎo)出光生載流子，背面銀漿則主要是粘結(jié)作用（導(dǎo)電性能要求較低）。
按照銀漿燒結(jié)形成在基板導(dǎo)電的溫度 ，分為高溫銀漿（燒結(jié)溫度500℃ 以上）和低溫銀漿（燒結(jié)溫度250℃ 以下），其中高溫銀漿是現(xiàn)在的主流用在PERC、Topcon上，低溫主要是用于HJT上。
光伏焊帶又稱鍍錫銅帶或涂錫銅帶，分匯流帶和互連條，應(yīng)用于光伏組件電池片之間的連接，發(fā)揮導(dǎo)電聚電的重要作用。焊帶材料主要用于電池片串聯(lián)和電流輸出。
光伏電纜主要用在光伏電站，具有耐高溫、耐寒、耐油、耐酸堿、防紫外線、阻燃環(huán)保、使用壽命長等要求，主要用于環(huán)境較惡劣的氣候條件下。一般來說，光伏電纜的組成和材料為導(dǎo)體用銅導(dǎo)體或鍍錫銅百導(dǎo)體，絕緣用輻照交度聯(lián)聚烯烴絕緣，護(hù)套用輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣。
光伏膠膜生產(chǎn)線（擠出機(jī)，全自動(dòng)收卷機(jī)，壓花冷卻裝置）-海闊
太陽能網(wǎng)版薄膜/鋼網(wǎng)切割機(jī)-大族光伏裝備原文始發(fā)于微信公眾號（光伏產(chǎn)業(yè)通）：100張圖讀懂光伏產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料和技術(shù)
