光伏组件由一定数量的光伏电池片通过导线串并联连接并加以封装而成,在光伏电站中承担光电转换的功能,是光伏发电系统的核心组成部分。
电池片的转换效率是决定组件功率的核心因素:光伏组件最重要的性能指标为发电功率,由于组件的发电部分是通过电池片串并联的方式构成,因此从光伏发电原理的层面分析,组件的发电功率主要由电池片的光电转换效率决定,预计随着各类电池片技术研发的持续推进,光伏组件的典型发电功率水平有望持续提升。
玻璃、胶膜为光伏组件的核心辅材:光伏组件的一般使用寿命在25-30年,玻璃、胶膜等核心辅材是实现这一指标的主要支撑。光伏玻璃一般用作光伏组件的封装面板,直接与外界环境接触,其耐候性、强度、透光率等指标对光伏组件的寿命和长期发电效率有重要影响,其中通过压延法生产的超白压花玻璃一般用于晶硅光伏组件。封装胶膜材质一般为EVA、POE等有机高分子树脂,其直接与组件内部的电池片接触,覆盖电池片上下两面,对电池片起抗水汽、抗紫外等保护作用,和上层玻璃、下层背板(或玻璃)通过真空层压技术粘合为一体,构成光伏组件。
双面双玻渗透率有望持续提升:双面组件使用双面电池,正、反面都具备发电能力。当太阳光照射时,会有部分光线被周围的环境反射到双面组件的背面,这部分光可以被电池吸收,从而对组件的发电量产生贡献,可有效降低光伏电站的平均发电度电成本(LCOE)。随着下游应用端对于双面组件发电增益的认可,以及双面组件玻璃厚度的减薄,2020年双面双玻组件渗透率快速提升,预计后续随着玻璃供应紧张的局面逐步缓解,双面组件的应用范围有望进一步扩大。
半片已成为主流封装模式:一般而言,由于封装过程中存在损失(Cell-to-Module Loss,简称CTM损失),光伏组件发电功率通常小于组成组件的各片电池片的功率之和,因此除了提升电池片转换效率之外,降低CTM损失也是提升光伏组件发电功率的主要思路之一。近年来产业内提出的叠瓦、半片等新型电池片封装形式均在此基础上提出,其中半片路线出于工艺相对简单可靠、产线升级成本低等优势迅速成为行业内的主流封装模式。
半片技术是沿着垂直于电池主栅线的方向将电池片切成尺寸相同的两个半片电池片,由于电池片在发电过程中产生的电流和电池片面积有关,因此相对于整片,半片电池中通过主栅线的电流大小仅约1/2,而当半片电池串联以后,单个正负回路上电阻不变,因此单回路的功率损耗就降低为原来的1/4,从而降低了组件的整体功率损失,同时也减小了组件升温对发电能力的负面影响。
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