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晶体硅双玻光伏组件概述
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随着光伏发电市场需求的不断增加，客户对光伏产品质量和可靠性以及低LCOE要求越来越高，开发高可靠、长寿命、便捷安装等优点的光伏组件产品成为行业各公司追求的目标。天合光能以光伏科学与技术国家重点实验室为技术创新平台，研究新技术，致力于开发高效率低成本的产品，并率先实现产业化。双玻组件就是其代表新产品之一。
& &&本文为南度度独家约稿，未经授权，请勿转载。
& & 第一作者简介：徐建美，2005年加入天合光能，1.6在中山大学太阳能系统研究所获得光伏方向的在职研究生学历，一直从事光伏行业的组件新产品设计和工艺研发，拥有光伏方面的13项授权专利，其中4项发明专利，1项PCT国际专利申请，对组件材料，组件设计，组件可靠性等有着深入的研究和丰富的经验。
& & 其他作者：（a）光伏科学与技术国家重点实验室（常州天合光能有限公司）束云华、茅静、沈慧、冯志强、Pierre Verlindenaa
& & & & & & & （b）中山大学太阳能系统研究所&沈辉、董娴
& &&晶体硅双玻组件PEG5（60pcs电池片)和PEG14（72pcs电池片）（后面简称双玻组件）是天合光能自主研发并且在行业里率先实现量产化的一款差异化组件新产品，是一款新型无铝边框组件。该产品取消了传统聚合物材料的背板，采用正反面厚度为2.5mm的薄玻璃封装结构，解决了现有边框组件中的背板作为有机材料在户外容易降解的缺点，同时能够防止PID和电池片黑线；取消铝边框，不但使组件非硅成本降低0.01$/W以上，还能使碳足迹排放量减少大约20%，是一款真正意义上的高可靠长寿命低成本而且更加环保的组件新产品。
& &&在应用上，不但可以广泛应用于地面电站、商业、民用屋顶，同时可以满足农业大棚对组件不同透光的要求，也可以采用彩色背玻璃制作的彩色组件达到和建筑的和谐结合。
& &&1．背景：
& &&随着光伏发电市场需求的不断增加，客户对光伏产品质量和可靠性以及低LCOE要求越来越高，开发高可靠、长寿命、便捷安装等优点的光伏组件产品成为行业各公司追求的目标。天合光能以光伏科学与技术国家重点实验室为技术创新平台，研究新技术，致力于开发高效率低成本的产品，并率先实现产业化。双玻组件就是其代表新产品之一。PV-Tech网站公布&2013年最受欢迎新品发布前十位&，天合光能的双玻组件排名第二。
& &&2．设计和应用：
& &&双玻组件的内部电路连接和传统边框组件相同，采用6*10pcs或者6*12pcs电池片串联，正反两面都由2.5mm薄强化玻璃封装而成，背玻璃采用了独特的打孔技术保证组件各项可靠性。该产品和传统晶硅组件比较，取消了铝边框，无机材料的背玻璃代替了有机物的背板；和薄膜组件比较，薄膜组件因为薄膜电池工艺中的沉积需要，前板玻璃只能采用原片非钢化玻璃，因此强度不够，在生产和使用过程中容易破裂，而且组件转换效率低。因此，从结构设计上，晶硅双玻组件不但解决了传统背板户外降解引起的材料老化、功率衰减等问题，还解决了薄膜组件效率低、容易破损的问题。
& &&双玻组件的设计可以通过EVA和背玻璃颜色的选择满足不同的应用，并且实现颜色的丰富多彩。如采用白色背面EVA的双玻，输出功率高，适用于大型地面电站和屋顶应用；采用透明EVA匹配不同电池间距的设计，可以实现农业大棚的不同透光率需求;背玻璃采用不同的颜色，可以满足不同建筑的色彩需求；还可以使用双面电池，用于围墙、建筑立面的需求，提高发电量。
农业大棚应用
& &&3．成本分析：
& &&从成本设计来说，目前传统组件的铝型材大约占到组件非硅材料总成本的18%，背板大约12%。双玻的背玻璃一般采用打孔的普通浮法玻璃，成本可以低于背板，因此双玻组件的设计能大大降低组件成本。双玻组件被业内广大技术人员一致公认为组件封装技术的终极解决方案[4]，很多大公司在2010年就开始研发，但是一直未宣布量产。究其原因，主要是因为电池片破片，移位等导致成品率低而使生产成本偏高。经过天合光能研发和工艺人员的不断努力，攻克了这一难关，使得成品率高于97%，从而在2013年4月份率先宣布量产，引领了这个组件技术的新发展。
& &&4. 技术优势：
& &&天合光能在全球首家采用2.5+2.5mm薄玻璃的封装结构，率先获得TUV61215[1]和UL1703[2]双认证，并且通过系统电压TUV1500V/UL1000V双认证；获得亚太首家UL及TUV的最高防火等级Class A[3]等级证书，特别是为屋顶光伏应用提供了安全方面的保证；通过1500V系统电压的85%RH85℃条件下的192h的抗PID测试和认证，具有优良的抗PID性能和防止电池片黑线性能，天合光能内部进行了1000h以上的85%RH85℃条件的PID测试，衰减小于2%[5]。
& &&传统组件的背板有一定的透水率，一般为1~3g /m2/day, 会吸进氧气、水汽，加速材料的降解，引起背板老化、开裂，同时会导致组件内部发生电化学腐蚀，增加出现PID和黑线的概率。而玻璃不透水，户外长期使用中不会降解，所以避免了这些问题，并且具有优良的抗盐雾、酸碱，沙尘等性能。但是业内也有言论说，背板采用玻璃后，EVA材料降解过程释放的气体无法释放，会带来气泡脱层等可靠性问题。天合光能就此进行了大量的实验，得出结论是：水汽在EVA降解过程起了决定性的加速作用，如果背板不透水，那么就没有水汽进去，就不会有降解。就是说，没有&吸&就不需要&呼&，这样将大大提高可靠性[6]，避免组件PID和黑线。天合光能也对几十片双玻组件进行了测试条件3倍于IEC标准的严苛测试，衰减都小于5%，也进行了TUV 的LST的DH2000+TC400+HF40测试，组件功率衰减也小于6%，显示了该产品卓越的可靠性[7]。因此双玻组件为高温高湿盐雾氨气等恶劣环境地区提供了完美的解决方案，如鱼光互补的水上光伏电站应用。
鱼光互补的水上光伏应用
& &&一般来说，组件系统电压为1000V。决定组件系统电压的有2个关键材料，背板和接线盒。现在业内1500V的接线盒技术已经成熟和实现量产，但是背板如果要达到1500V，需要增加厚度，这样不但会大幅度增加成本，而且对背板的复合技术和可靠性也带来了很大的挑战，而背板采用玻璃就没有这个系统电压的限制。因此双玻组件满足1500V系统电压就成为现实。当然，1500V的逆变器也必须随之呼应起来，这样可以降低系统成本15%以上[8]。
& &&双层玻璃的设计，使得电池片在整个结构受力的中心层，在振动过程受力最小，可以有效地保护电池片，防止电池片隐裂；其特殊设计的安装夹具可达到正压6700Pa和负压5400Pa的载荷性能，适合飓风区应用。无金属边框，免接地，安装更快捷，节省人力成本，1500V系统电压，都会大大降低LCOE，同时减少边缘积灰，提高组件发电量，也降低日常维护保养成本。
& &&5. 碳足迹排放当量：
& &&碳足迹，是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。对于组件非硅材料中，铝边框和超白压花玻璃属于最高耗能的材料，铝边框的碳足迹当量大约占了非硅材料的40%，超白压花玻璃大约占了35%，背板大约8%，而代替背板的普通浮法玻璃相比较超白压花，碳足迹要降低大约40%。因此双玻组件的非硅材料碳足迹要比传统边框组件降低约20%，这是一个很大的贡献，是一个更加环保的设计。
& &&6. 总结：
& &&晶体硅双玻组件是一款真正意义上的高质量高可靠低成本而且更加环保的组件新产品，加上其应用的多样化和1500V系统电压带来的BOS成本降低，必将引领了光伏行业组件产品技术的新发展。
& & Reference：
& &&IEC Standard, &Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design qualification and type approval&, IEC.
& &&UL standard,&UL Standard for Safety for Flat-Plate Photovoltaic Modules and Panels&, UL 1703 Third Edition, Dated March 15, 2002
& &&UL Standard, &Standard Test Methods for Fire Tests of Roof Coverings&, UL 790, Eighth Edition, April 22, 2004.
& &&《双玻组件-光伏组件封装技术终极解决方案的希望》： | 发布者: echo| 查看: 852| 评论: 0|原作者: 李民|来自: 中国光伏测试网
& &&《双玻组件的PID性能研究》 付传国 SNEC2014国际太阳能产业及光伏工程(上海)论坛
& &&《双玻组件的呼吸效应》 沈慧 SNEC2014国际太阳能产业及光伏工程(上海)论坛
& &&《高质量高可靠的组件产品新技术-晶硅双玻组件》徐建美 冯志强 PV-TECH PRO中文专业版 &2014年6月份
& &&《TECHNO-ECONOMIC ANALYSIS OF UTILITY SCALE PV POWER PLANTS WITH UP TO +/-1500VDC》 Rojen Malachi 29th EUPVSNEC 2014
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在线语音研讨会——光伏背板加速老化测试方法及相关国内外标准进展
简介：&&&&& 背板作为晶硅光伏组件的重要组成部分，对组件的可靠性和耐久性起着关键作用。本研讨会将介绍目前背板相关的主要国内外标准进展概况，着重说明不同于以往、新的环境老化测试项目和方法，为组件和背板材料的选择、金融和保险业考量投资回报提供参考和依据。
在线研讨会介绍
研讨会主题：光伏背板加速老化测试方法及相关国内外标准进展
举办时间：2015年07月01日&上午&10:00-11:00
举行公司：杜邦光伏解决方案
研讨会简介：
&&&&&&& 背板作为晶硅光伏组件的重要组成部分，对组件的可靠性和耐久性起着关键作用。目前，光伏组件及材料主要依据相关光伏行业标准进行测试。这些标准大都是单一环境应力测试，未考虑综合环境应力对材料的影响，并且没有对组件的背板进行适当剂量的紫外辐照。这导致一些即使通过甚至数倍超过标准认证的组件，在户外仍出现失效或性能下降，无法满足25年使用寿命。因此，目前最佳验证方法仍是通过长期的户外实绩验证。
&&&&&&& 为了解户外综合环境因素对光伏组件与材料的影响，真实模拟户外实际状况，开发合理有效的加速老化测试方法，杜邦公司开展了户外组件和材料的老化失效研究，并与一些模拟综合环境应力的加速老化测试结果和机理进行对比。同时，国外一些机构和组织也开展了相关加速环境老化测试标准的研究和制定，国内有关背板的各项标准也在不断完善之中。
&&&&&&& 本研讨会将介绍目前背板相关的主要国内外标准进展概况，着重说明不同于以往、新的环境老化测试项目和方法，并依据这些测试方法和标准介绍杜邦的研究成果，为组件和背板材料的选择、金融和保险业考量投资回报提供参考和依据。
主讲人介绍
演讲专家：胡红杰
专家职务：杜邦光伏氟材料 技术专家
教育背景：中国科学院 材料学博士
专家简介：胡红杰博士2011年加入杜邦中国研发中心，先后担任光伏技术中心研究员及杜邦光伏氟材料技术专家。数年来一直致力于光伏相关材料与技术的研发、光伏组件用背板应用开发、材料加速老化测试方法研究并参与光伏组件与材料相关国家和行业标准的制定工作。对组件失效模式与机理、尤其是背板的耐久性进行了深入研究，并参与负责中国范围内光伏电站的户外检测与研究工作。
&&& 胡博士是背板材料以及组件可靠性和耐久性方面的专家，已发表研究论文十余篇，申请发明专利七项，是国内太阳能会议中的知名演讲者。在SNEC 2015 光伏科学家大会中，胡博士以&光伏组件背板失效模式和分析&为论题获得最佳海报奖。
&&& 胡红杰博士2011年毕业于中国科学院上海硅酸盐研究所，取得了材料学博士学位，工作地点位于上海。
答疑人介绍
答疑专家：付波
专家职务：杜邦光伏氟材料 中国区市场经理
教育背景：中国科学研究院 材料科学博士
专家简介：付波博士现任杜邦光伏氟材料中国区市场经理，致力于提高光伏行业对材料重要性的认识。在2011年至2014年期间，付博士带领杜邦光伏氟材料中国技术团队，从事开发光伏组件背板材料应用开发和技术服务，并参与相关标准的制定工作。此外，他对中国光伏电站进行实地检测，以评估组件材料的耐久性及其失效机理，促进组件的耐久性和可靠性。
&&& 付博士于2006年加入杜邦公司，在研发、技术和市场领域积累了丰富经验， 是光伏组件背板材料、光伏组件可靠性、耐久性领域的专家，已发表多篇技术文章和专利，经常受邀作为演讲嘉宾出席亚太区各类光伏会议。。
关于杜邦光伏解决方案
&&&&&& 杜邦是全球领先的光伏材料供应商，旗下先进材料包括杜邦& Solamet&光伏导电浆料和杜邦& 特能& (Tedlar& )PVF薄膜，可用来提高光伏系统输出功率、延长使用寿命、增加投资回报率。更多信息请登陆&
&&&&&& 创立于1802年的杜邦公司（纽约证交所代码：DD）凭借创新的产品、材料和服务，为全球市场提供世界级的科学和工程能力。杜邦公司相信，通过与客户、政府机构、非政府组织和思想领袖开展协作，我们协助提供应对各种全球性挑战的解决方案，包括为全球各地的人们提供充足健康的食物、减少对化石燃料的依赖，以及保护生命与环境。请登陆杜邦公司网站或关注杜邦公司新浪官方微博@杜邦公司，了解更多公司信息以及杜邦对包容性创新的承诺。
& 参与在线研讨会的观众有机会获得杜邦公司提供的精美礼品，纯手工台湾牛轧糖3包，价值约为50元，共计10份。
（奖品以实物为准，最终解释权归OFweek所有。）互动系统:光伏组件是由什么组成的? | 杜邦中国
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互动系统:光伏组件是由什么组成的?
产品及服务
太阳能光伏材料
互动系统:光伏组件是由什么组成的?
您是否知道光伏组件是如何组成和运作吗?
光伏组件就像一块精巧的三明治，由多层不同的先进材料组合而成。
请与我们通过互动系统，共同探索光伏组件。点击任何一层以了解光伏组件的构造及其功能，同时杜邦公司对每一层都有推荐的先进材料。
边框
玻璃
封装材料
太阳能电池
封装材料
背板
接线盒
边框
虽然有些光伏组件是无框的，但金属边框仍是典型用来固定光伏组件及保护最上层的玻璃层。
然而以轻量化的杜邦高性能聚合物树脂取代金属边框能为光伏组件制造商带来更多好处。 我们的高效能聚合物树脂提供更具灵活的设计、更轻量化，容易组装，并降低安装成本，同时免除户外腐蚀的问題。
玻璃
低铁玻璃通常用于光伏组件的最上层，它能提供机械强度以保护光伏组件正面免于遭受物理伤害并让阳光透射到太阳能电池上。
杜邦目前并未提供光伏组件专用的玻璃及其替代性产品。
封装材料
封装材料为光伏组件最敏感脆弱的部件提供长期保护。 它们能提供缓冲力并保护脆弱的太阳能电池及其电路免于外在环境的冲击，同时让阳光透射到太阳能电池上。
杜邦太阳能离子型聚合物封装材料经久耐用，并能针对电位诱导衰减与蜗牛纹这两大造成组件失效的主因提供解決方案。 离子型聚合物封装材料可对晶硅与薄膜太阳能技术提供高效能、设计灵活度以及生产力等优势。
太阳能电池
晶硅电池片将太阳光转换成电流后，通过光伏导电浆料制成的电路传送至外部。
杜邦& Solamet& 光伏导电浆料在过去 12 年内几乎倍增太阳能电池效率，有效提升光伏组件的输出功率。 先进的Solamet& 光伏导电浆料技术，是协助客户&#2 年达成 22% 电池效率目标的关键。
背板
背板对于光伏组件的长期耐久性至关重要。 背板保护光伏组件免于紫外线、温度与湿度的侵害。 背板可提供电气绝缘特性，以提升光伏组件的性能表现与安全性。
杜邦& 特能& (Tedlar&)PVF 薄膜是唯一拥有超´实绩验证的背板材料，即使在极端严苛的户外环境下也可持续保护光伏组件。 基于特能& (Tedlar&)PVF 薄膜的背板能带来光伏系统长期的卓越表现与更高的投资回报。
接线盒
保护将电流从组件传输到逆变器的电线，逆变器将直流电转换成为交流电。
杜邦抗 UV 聚合物树脂符合所有已知的耐热需求，并可在严酷的环境下为太阳能接线盒及相关结构部件提供长期使用性能、强度与耐用性。
太阳能是如何运作的?
太阳能电池是由半导体，例如硅这类能吸收光并转化成能量的特殊材料所组成。
当吸收光时，该能量可释放电子。
这些电子在太阳能电池内被聚集并沿着导体流动。
这些电子流又称为电流，可用作即时能源或储存于电池内待以后使用。
电流与电池的电压决定了太阳能电池所能提供的能量。