Généralement, le module de cellule solaire est composé de cinq couches de haut en bas, y compris le verre photovoltaïque, le film adhésif d'emballage, la puce cellulaire, le film adhésif d'emballage et le fond de panier :
（1） Verre photovoltaïque
En raison de la faible résistance mécanique de la cellule solaire photovoltaïque unique, elle est facile à casser ;L'humidité et le gaz corrosif dans l'air vont progressivement oxyder et rouiller l'électrode et ne peuvent pas résister aux conditions difficiles du travail en extérieur.Dans le même temps, la tension de fonctionnement des cellules photovoltaïques individuelles est généralement faible, ce qui est difficile à répondre aux besoins des équipements électriques généraux.Par conséquent, les cellules solaires sont généralement scellées entre un panneau d'emballage et un fond de panier par un film EVA pour former un module photovoltaïque indivisible avec un emballage et une connexion interne pouvant fournir une sortie CC de manière indépendante.Plusieurs modules photovoltaïques, onduleurs et autres accessoires électriques constituent le système de production d'énergie photovoltaïque.
Une fois que le verre photovoltaïque recouvrant le module photovoltaïque est revêtu, il peut assurer une transmission lumineuse plus élevée, de sorte que la cellule solaire peut générer plus d'électricité ;Dans le même temps, le verre photovoltaïque trempé a une résistance plus élevée, ce qui peut permettre aux cellules solaires de résister à une plus grande pression du vent et à une plus grande différence de température diurne.Par conséquent, le verre photovoltaïque est l'un des accessoires indispensables des modules photovoltaïques.
Les cellules photovoltaïques sont principalement divisées en cellules en silicium cristallin et en cellules à couches minces.Le verre photovoltaïque utilisé pour les cellules en silicium cristallin adopte principalement la méthode de calandrage, et le verre photovoltaïque utilisé pour les cellules à couches minces adopte principalement la méthode float.
（2） Film adhésif d'étanchéité (EVA)
Le film adhésif d'emballage de cellule solaire est situé au milieu du module de cellule solaire, qui enveloppe la feuille de cellule et est collé avec le verre et la plaque arrière.Les principales fonctions du film adhésif pour emballage de cellule solaire incluent : fournir un support structurel pour l'équipement de la ligne de cellule solaire, fournir un couplage optique maximal entre la cellule et le rayonnement solaire, isoler physiquement la cellule et la ligne et conduire la chaleur générée par la cellule, etc. Par conséquent, les produits de film d'emballage doivent avoir une barrière à la vapeur d'eau élevée, une transmission élevée de la lumière visible, une résistivité volumique élevée, une résistance aux intempéries et des performances anti-PID.
À l'heure actuelle, le film adhésif EVA est le matériau de film adhésif le plus largement utilisé pour l'emballage des cellules solaires.En 2018, sa part de marché est d'environ 90%.Il a plus de 20 ans d'historique d'applications, avec des performances de produit équilibrées et des performances à coût élevé.Le film adhésif POE est un autre matériau de film adhésif d'emballage photovoltaïque largement utilisé.En 2018, sa part de marché est d'environ 9 % 5. Ce produit est un copolymère d'éthylène octène, qui peut être utilisé pour l'emballage de modules solaires à simple vitrage et à double vitrage, en particulier dans les modules à double vitrage.Le film adhésif POE présente d'excellentes caractéristiques telles qu'un taux de barrière à la vapeur d'eau élevé, une transmission élevée de la lumière visible, une résistivité volumique élevée, une excellente résistance aux intempéries et des performances anti-PID à long terme.De plus, les performances de réflexion élevées uniques de ce produit peuvent améliorer l'utilisation efficace de la lumière du soleil pour le module, aider à augmenter la puissance du module et résoudre le problème du débordement du film adhésif blanc après la stratification du module.
(3) Puce de batterie
La cellule solaire au silicium est un dispositif typique à deux bornes.Les deux bornes sont respectivement sur la surface de réception de lumière et la surface de rétroéclairage de la puce de silicium.
Le principe de la production d'énergie photovoltaïque : Lorsqu'un photon brille sur un métal, son énergie peut être entièrement absorbée par un électron dans le métal.L'énergie absorbée par l'électron est suffisamment grande pour vaincre la force de Coulomb à l'intérieur de l'atome de métal et travailler, s'échapper de la surface du métal et devenir un photoélectron.L'atome de silicium a quatre électrons externes.Si le silicium pur est dopé avec des atomes à cinq électrons externes, tels que des atomes de phosphore, il devient un semi-conducteur de type N ;Si le silicium pur est dopé avec des atomes à trois électrons externes, tels que des atomes de bore, un semi-conducteur de type P est formé.Lorsque le type P et le type N sont combinés, la surface de contact formera une différence de potentiel et deviendra une cellule solaire.Lorsque la lumière du soleil brille sur la jonction PN, le courant circule du côté de type P vers le côté de type N, formant un courant.
Selon les différents matériaux utilisés, les cellules solaires peuvent être divisées en trois catégories : la première catégorie est celle des cellules solaires en silicium cristallin, comprenant le silicium monocristallin et le silicium polycristallin.Leur recherche et développement et leur application sur le marché sont relativement approfondies, et leur efficacité de conversion photoélectrique est élevée, occupant la principale part de marché de la puce de batterie actuelle ;La deuxième catégorie comprend les cellules solaires à couches minces, y compris les films à base de silicium, les composés et les matériaux organiques.Cependant, en raison de la rareté ou de la toxicité des matières premières, du faible rendement de conversion, de la mauvaise stabilité et d'autres défauts, ils sont rarement utilisés sur le marché ;La troisième catégorie comprend les nouvelles cellules solaires, y compris les cellules solaires laminées, qui sont actuellement au stade de la recherche et du développement et dont la technologie n'est pas encore mature.
Les principales matières premières des cellules solaires sont le polysilicium (qui peut produire des tiges de silicium monocristallin, des lingots de polysilicium, etc.).Le processus de production comprend principalement : le nettoyage et le flocage, la diffusion, la gravure des bords, le verre de silicium déphosphoré, le PECVD, la sérigraphie, le frittage, les tests, etc.
La différence et la relation entre le panneau photovoltaïque monocristallin et polycristallin sont étendues ici
Le monocristal et le polycristallin sont deux voies techniques de l'énergie solaire au silicium cristallin.Si le monocristal est comparé à une pierre complète, le polycristallin est une pierre faite de pierres concassées.En raison de propriétés physiques différentes, l'efficacité de conversion photoélectrique du monocristal est supérieure à celle du polycristal, mais le coût du polycristal est relativement faible.
L'efficacité de conversion photoélectrique des cellules solaires en silicium monocristallin est d'environ 18 %, et la plus élevée est de 24 %.Il s'agit de l'efficacité de conversion photoélectrique la plus élevée de tous les types de cellules solaires, mais le coût de production est élevé.Parce que le silicium monocristallin est généralement conditionné avec du verre trempé et de la résine étanche, il est durable et a une durée de vie de 25 ans.
Le processus de production des cellules solaires en silicium polycristallin est similaire à celui des cellules solaires en silicium monocristallin, mais l'efficacité de conversion photoélectrique des cellules solaires en silicium polycristallin doit être considérablement réduite et son efficacité de conversion photoélectrique est d'environ 16%.En termes de coût de production, il est moins cher que les cellules solaires en silicium monocristallin.Les matériaux sont faciles à fabriquer, ce qui permet d'économiser de l'énergie et le coût de production total est faible.
Relation entre monocristal et polycristal : le polycristal est un monocristal avec des défauts.
Avec l'essor des enchères en ligne sans subventions et la raréfaction des ressources foncières installables, la demande de produits efficaces sur le marché mondial augmente.L'attention des investisseurs s'est également déplacée de la ruée précédente vers la source d'origine, c'est-à-dire les performances de production d'électricité et la fiabilité à long terme du projet lui-même, qui est la clé des revenus futurs de la centrale électrique.A ce stade, la technologie polycristalline présente encore des avantages de coût, mais son efficacité est relativement faible.
Les raisons de la faible croissance de la technologie polycristalline sont multiples : d'une part, le coût de recherche et développement reste élevé, ce qui entraîne le coût élevé de fabrication des nouveaux procédés.Par contre, le prix des équipements est extrêmement cher.Cependant, même si l'efficacité de la production d'énergie et les performances des monocristaux efficaces sont hors de portée des polycristaux et des monocristaux ordinaires, certains clients sensibles au prix seront toujours "incapables de rivaliser" lors du choix.
À l'heure actuelle, la technologie monocristalline efficace a atteint un bon équilibre entre performance et coût.Le volume des ventes de monocristal a occupé une position de leader sur le marché.
（4） Fond de panier
Le fond de panier solaire est un matériau d'emballage photovoltaïque situé à l'arrière du module de cellule solaire.Il est principalement utilisé pour protéger le module de cellule solaire dans l'environnement extérieur, résister à la corrosion des facteurs environnementaux tels que la lumière, l'humidité et la chaleur sur le film d'emballage, les puces de cellule et d'autres matériaux, et jouer un rôle de protection d'isolation résistant aux intempéries.Étant donné que le fond de panier est situé sur la couche la plus externe à l'arrière du module PV et entre directement en contact avec l'environnement extérieur, il doit avoir une excellente résistance aux températures élevées et basses, une résistance aux rayons ultraviolets, une résistance au vieillissement environnemental, une barrière à la vapeur d'eau, une isolation électrique et d'autres propriétés pour répondre à la durée de vie de 25 ans du module de cellule solaire.Avec l'amélioration continue des exigences d'efficacité de production d'énergie de l'industrie photovoltaïque, certains produits de fond de panier solaires hautes performances ont également une réflectivité lumineuse élevée pour améliorer l'efficacité de conversion photoélectrique des modules solaires.
Selon la classification des matériaux, le fond de panier est principalement divisé en polymères organiques et substances inorganiques.Le fond de panier solaire fait généralement référence à des polymères organiques et les substances inorganiques sont principalement du verre.Selon le processus de production, il existe principalement un type composite, un type de revêtement et un type de coextrusion.A l'heure actuelle, le fond de panier composite représente plus de 78% du marché du fond de panier.En raison de l'application croissante de composants à double vitrage, la part de marché du fond de panier en verre dépasse 12 %, et celle du fond de panier revêtu et d'autres fonds de panier structurels est d'environ 10 %.
Les matières premières du fond de panier solaire comprennent principalement un film de base PET, un matériau fluoré et un adhésif.Le film de base en PET fournit principalement des propriétés isolantes et mécaniques, mais sa résistance aux intempéries est relativement faible ;Les matériaux fluorés sont principalement divisés en deux formes : le film fluoré et la résine contenant du fluor, qui fournissent une isolation, une résistance aux intempéries et une propriété de barrière ;L'adhésif est principalement composé de résine synthétique, d'agent de durcissement, d'additifs fonctionnels et d'autres produits chimiques.Il est utilisé pour coller le film de base PET et le film fluoré dans le fond de panier composite.À l'heure actuelle, les fonds de panier des modules de cellules solaires de haute qualité utilisent essentiellement des matériaux fluorés pour protéger le film de base en PET.La seule différence est que la forme et la composition des matériaux fluorés utilisés sont différentes.Le matériau fluoré est composé sur le film de base en PET par un adhésif sous la forme d'un film fluoré, qui est un fond de panier composite ;Il est directement enduit sur un film de base en PET sous forme de résine contenant du fluor grâce à un procédé spécial, appelé fond de panier enduit.
D'une manière générale, le fond de panier composite a des performances complètes supérieures en raison de l'intégrité de son film de fluor;Le fond de panier revêtu présente un avantage de prix en raison de son faible coût de matériau.
Principaux types de fond de panier composite
Le fond de panier solaire composite peut être divisé en un fond de panier à film fluoré double face, un fond de panier à film fluoré simple face et un fond de panier sans fluor en fonction de la teneur en fluor.En raison de leur résistance aux intempéries respective et d'autres caractéristiques, ils conviennent à différents environnements.D'une manière générale, la résistance aux intempéries à l'environnement est suivie par un fond de panier à film fluoré double face, un fond de panier à film fluoré simple face et un fond de panier sans fluor, et leurs prix diminuent généralement à leur tour.
Remarque : (1) Le film PVF (résine monofluorée) est extrudé à partir d'un copolymère PVF.Ce processus de formation garantit que la couche décorative PVF est compacte et exempte de défauts tels que les trous d'épingle et les fissures qui se produisent souvent lors de la pulvérisation ou du revêtement au rouleau de revêtement PVDF (résine difluorée).Par conséquent, l'isolation de la couche décorative du film PVF est supérieure au revêtement PVDF.Le matériau de revêtement de film PVF peut être utilisé dans des endroits où l'environnement de corrosion est pire;
(2) Dans le processus de fabrication du film PVF, la disposition d'extrusion du réseau moléculaire le long des directions longitudinale et transversale renforce considérablement sa résistance physique, de sorte que le film PVF a une plus grande ténacité;
(3) le film PVF a une résistance à l'usure plus forte et une durée de vie plus longue;
(4) La surface du film PVF extrudé est lisse et délicate, exempte de rayures, de peau d'orange, de micro-rides et d'autres défauts produits à la surface lors du revêtement au rouleau ou de la pulvérisation.
Scénarios applicables
En raison de sa résistance supérieure aux intempéries, le fond de panier composite à film fluoré double face peut résister à des environnements difficiles tels que le froid, les températures élevées, le vent et le sable, la pluie, etc., et est généralement largement utilisé dans les plateaux, les déserts, le Gobi et d'autres régions.Le fond de panier composite à film fluoré simple face est un produit de réduction des coûts du fond de panier composite à film fluoré double face.Par rapport au fond de panier composite à film fluoré double face, sa couche interne présente une faible résistance aux ultraviolets et une dissipation thermique, ce qui s'applique principalement aux toits et aux zones à rayonnement ultraviolet modéré.
6, onduleur photovoltaïque
Dans le processus de production d'énergie solaire photovoltaïque, l'énergie générée par les panneaux photovoltaïques est une alimentation en courant continu, mais de nombreuses charges nécessitent une alimentation en courant alternatif.Le système d'alimentation CC a de grandes limitations, ce qui n'est pas pratique pour la transformation de tension, et la portée de l'application de charge est également limitée.Sauf pour les charges électriques spéciales, les onduleurs sont nécessaires pour convertir le courant continu en courant alternatif.L'onduleur photovoltaïque est le cœur du système de production d'énergie solaire photovoltaïque.Il convertit le courant continu généré par le système de production d'énergie photovoltaïque en courant alternatif requis par la vie grâce à la technologie de conversion électronique de puissance, et est l'un des composants de base les plus importants de la centrale photovoltaïque.
Heure de publication : 26 décembre 2022