背接触（BC）太阳能电池组件封装损失研究：从材料选择到工艺优化

背接触（BC）太阳能电池组件封装损失研究：从材料选择到工艺优化

背接触（BC）太阳能电池组件在封装过程中存在一定的CTM（电池到组件）比率损失。本文通过对比分析BC电池与双面电池在互连工艺、封装材料选择等方面的差异，揭示了影响CTM比率的关键因素，并提出了优化封装策略。研究结果表明，封装材料和互连技术的选择对BC太阳能电池组件的性能具有显著影响。

BC技术概述

• BC电池：由于正面没有电极，能够更有效地捕获入射光，实现更高的转换效率和更好的美观性，但其制造工艺复杂，光学增益依赖于封装材料。
• 双面电池：虽然存在正面电极遮挡的问题，但能够利用背面反射光发电，且制造工艺成熟，生产成本较低。

封装损失分析-影响CTM 的因素

按影响程度从高到低依次为：焊带电阻、汇流条电阻、电池电流匹配、接线盒电阻、焊带遮光和接触电阻。

封装材料的影响

• 双面电池组件：光学增益和损失主要与正面金属结构相关，封装材料的作用相对较小。
• BC电池组件：光学增益和损失主要依赖于封装材料的选择。通过优化玻璃、胶膜和背板，可以显著提高BC电池组件的CTM比率。

玻璃匹配验证

玻璃透过率、电池量子效率以及不同增透膜玻璃变化情况

• 玻璃透过率曲线随增透膜厚度的变化趋势：当玻璃表面增透膜厚度改变时，透过率曲线峰值会向长波长移动。合适的增透膜厚度可减少光反射，增加光的吸收和利用，进而提高CTM比率。
• 不同类型晶体硅太阳能电池的量子效率曲线：BC太阳能电池在波长约450nm后出现响应峰值，在500-650nm达到最大响应值。这表明BC太阳能电池对该波长范围的光吸收和转化效率较高。
• 不同增透膜玻璃的透过率曲线对比：双层高透光镀膜玻璃在全波长范围透过率最高，能有效增加光的透过，提升组件功率输出；双层无色镀膜玻璃在不同波长范围透过率有差异，在560nm以下透过率低于单层镀膜玻璃，560nm以上则超过单层镀膜玻璃。

薄膜匹配验证

• 在290-380nm波长范围，POE封装膜透光率略高于EPE；在380-1100nm范围，EPE封装膜透光率比POE高约0.6%。整体来看，EPE封装膜在太阳能电池常用的380-1100nm光谱范围内具有透光优势。
• 对于23.7%和24.0%效率的IBC太阳能电池，采用EPE封装膜的组件功率和CTM比率均高于POE封装膜。

背板匹配验证

不同背板的反射率曲线

• 背板反射率差异：早期黑色背板内表面几乎无反射率，而高反射率黑色背板通过添加高反射率黑色颜料，在780-1100/1400nm近红外光范围内反射率大幅提升。
• 对组件性能的影响：使用白色背板时，其在400-1100nm反射率达80%，组件功率和CTM比率有一定数值；使用高反射率黑色背板，组件功率和CTM比率进一步提升。

工艺缺陷验证

焊接互连结构

• 焊接质量对BC太阳能电池组件性能和CTM比率影响巨大。焊接缺陷会引发功率损耗增加，导致组件功率、CTM比率以及关键电性能参数下降。在生产过程中，必须严格控制焊接工艺，提高焊接质量，减少空焊、断指和滑移等缺陷，以保障BC太阳能电池组件的高效稳定运行，提升其整体性能和CTM比率。

实验验证

本文通过对背接触（BC）太阳能电池组件封装过程中电池到组件（CTM）比率的系统研究，揭示了影响CTM比率的关键因素，并提出了优化封装策略。研究结果表明，封装材料和互连技术的选择对BC太阳能电池组件的性能具有显著影响。尽管BC电池在消除正面电极遮光损失方面具有优势，但其光学增益的局限性需要通过优化封装材料来弥补。实验验证了不同类型光伏玻璃、封装薄膜和背板对CTM比率的提升作用，同时强调了焊接质量和电池匹配对组件性能的重要性。

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