中空玻璃式太阳电池组件的封装工艺和性能研究

摘要

随着能源供应的日益紧张，温室效应越来越严重，人们对于太阳能这种清洁、绿色同时又用之不竭的能源给予了越来越大的关注。在太阳能应用方面，太阳能光伏应用具有独特的优势，同时也是近年来发展最为迅速的领域。太阳能光伏应用的核心就是太阳电池和太阳电池组件。本文首先对太阳电池的原理和封装技术进行了简要的介绍，并论述了目前标准的组件封装工艺的现状，研究进展和存在的问题。接下来对中空玻璃式太阳电池组件的封装工艺，结构设计，工作性能和应用等方面进行了专门的研究和探讨。 标准的封装工艺，配套的材料和设备均发展的比较成熟，能够保证20～25年的使用寿命。但是这种工艺比较复杂，能耗比较高，产能低。本文第二章就专门针对这种工艺的关键步骤，EVA的老化机理，这种工艺的改进途径，现在的发展水平等进行了全面的论述。 中空玻璃式太阳电池组件是一种比较新的太阳电池封装形式。中空玻璃是一种由两片或多片玻璃组合而成，玻璃和玻璃之间的中空层与外界用密封胶隔绝，内部是空气或其它特殊气体组成的玻璃单元，在建筑上有广泛的应用。中空玻璃式太阳电池组件就是将太阳电池固定在中空玻璃的中空层内制成的。这种组件结合了中空玻璃和太阳电池两者的优点，并且制作工艺简单灵活，是一种非常理想的光伏建筑一体化器件。但是这种组件还有一些缺点，主要就是在中空层内因为空气的传热性能差，使太阳电池的工作温度比较高，效率有所降低。本文第三章主要是通过一系列的实验对中空玻璃式太阳电池组件的封装技术和性能进行了研究。实验中，通过改变玻璃厚度，中空层的厚度，太阳电池与玻璃的接触程度以及太阳电池的位置等因素，综合分析组件的热性能，光学性能及其对电学性能的影响。结合实验得到的数据，通过数据模拟进一步考察组件的性能。在实验结果的基础上，还对中空玻璃式组件在实际应用条件下的性能进行了模拟。这些结果对于设计中空玻璃式太阳电池组件的结构，及其应用具有重要的参考价值。

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文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1光伏发电的原理

1.2光伏组件的封装工艺

1.3光伏产业发展形势

1.4硕士论文的主要工作

第二章太阳电池组件的封装材料、工艺和理论分析

2.1标准组件的封装材料

2.1.1玻璃(盖板材料)

2.1.2 EVA(粘合剂)

2.1.3 TPT(背板材料)

2.2标准组件的封装工艺

2.2.1焊接工艺

2.2.2真空层压工艺

2.3标准太阳电池组件的老化机理和测试方法

2.3.1老化机理

2.3.2封装质量的评价方法

2.4太阳电池组件的物理模型

2.5总结

第三章中空玻璃式太阳电池组件的工艺和性能研究

3.1中空玻璃式太阳电池组件的封装工艺

3.1.1中空玻璃的制作工艺

3.1.2中空玻璃式太阳电池组件

3.2实验方案

3.3中空玻璃式太阳电池组件性能的实验研究

3.3.1实验样品

3.3.2测试平台和测试仪器

3.3.3测试方法

3.3.4实验结果

3.3.5理论解释

第四章中空玻璃式太阳电池组件的计算机模拟与分析

4.1计算机软件对实验条件下组件的性能进行模拟

4.1.1 COMSOL是一个基于有限元法的多物理场耦合分析软件，广泛应用于各个领域的科学研究和工程计算。

4.1.2模拟中采用的模型和设定的参数

4.1.3模拟结果及分析

4.2利用软件模拟对中空玻璃式太阳电池组件的应用分析

4.2.1模拟中采用的模型和设定的参数

4.2.2模拟计算的结果和分析

4.3总结

结束语

参考文献

攻读硕士论文期间发表的论文与专利

附录1　AM1.5标准太阳光谱辐照度分布

致谢