为热带地区量身打造，更防潮耐用的太阳能模块
最后更新：2020-04-13 11:49:21 手机定位技术交流文章
光伏发电离不开阳光。热带地区可以说是日照时间最长的地区。强烈的阳光和充足的阳光似乎是光伏发电的“天堂”。因此，假设热带地区的太阳能发电效率将更高。然而，事实恰恰相反:由于热带地区的高温高湿，太阳能发电效率将会降低。
从实际案例中，行业专家总结出一个数据:多晶硅太阳能电池在20℃工作的输出功率比在70℃工作的输出功率高20%左右。相反，如果某一地区的光资源条件正常，但年平均气温较低，电站的整体发电效率将大大提高。
热带地区的年平均温度通常在20℃以上，而光伏组件，像许多其他电子设备一样，害怕热。随着温度的升高，它们的光电转换效率也在下降(太阳能电池板将光转换成电，而不是热能转换成电能)，它们的功率温度系数一般在-0.4%/℃左右。此时，非热带地区常见的2%和3%的温度损失可以在热带地区直接翻倍，7%和8%是常见的，并且不可能超过10%，这将极大地影响最终的发电。
相关研究发现，单个太阳能电池的开路电压随着温度的升高而降低。当电压温度系数为-0.33%/℃还需要考虑电池参数(即峰值功率)。这个参数随着温度的升高而降低。当电池安装环境温度升高1℃时，太阳能电池的峰值功率损失率约为0.41%。
除了高温之外，还有其他因素威胁着太阳能电池板的性能，如天气过于潮湿、湿气导致的附着力降低、电池和粘合剂之间的电极分层、电子不能顺利注入导致的黑斑、连接器异常等。除了湿热的天气，大温差也是太阳能电池板性能下降的主要原因。例如，在一些地区，当烈日等于0+时，太阳能电池板的温度在白天将上升到80℃，在午夜下降到15℃。
为了充分利用热带地区的优势照明资源，如何使太阳能电池板更加防潮耐用将是一大挑战。最近，加纳夸梅·恩克鲁玛科技大学和蒂塞德大学的研究人员为热带地区设计了一种更加防潮耐用的太阳能组件。他们认为，一种新型背接触(BC)电极可以解决这一挑战，例如用于选择性激光焊接的背结背接触(BJBC)技术。
研究人员认为太阳能电池越薄越小，就越容易破裂。据了解，在太阳能电池组件制造过程中，采用镀锡铜带和银总线串联太阳能电池组装太阳能电池组件，焊接质量将影响硅晶体太阳能电池组件的发电效率，随着硅片厚度越来越薄，在串联焊接过程中更容易断裂。
在太阳能电池组件制造过程中，首先用箔线焊接太阳能电池，然后用焊丝将电池片串联成一组，最后进入封装程序。只有在串联焊接过程中，焊丝才会从上表面的负极连接到下面的正极，然后焊丝会扭结。研究人员认为高热会加剧扭结应力。
随着技术的快速发展，新技术能解决热降解问题吗？研究人员指出，BJBC的PN结在电池的背面，总线和细线呈交叉状。电池也是纯暗的，因为电极和结都在电池的背面和面向太阳的电池面上，这可以减少前总线和细线的遮蔽，提高转换效率，并且通过改进制造工艺来优化光接收表面的钝化效果。
由于减小了电池正面的屏蔽，减小了模块的无效面积，降低了互连时的串联电阻，因此具有较高的转换率；从美学角度来看，背接触组件比标准组件更漂亮。此外，由于在操作期间需要处理的电池数量较少，模块的制造过程也变得容易。背接触技术被认为是将超薄太阳能电池引入组件生产的方法之一。
激光焊接是一种非接触加工方法，对焊接零件没有外力。激光能量高度集中，在快速加热后迅速冷却金属。对于许多零件，热效应可以忽略不计。可以认为它不产生热变形或热变形极小，并且它可以焊接高熔点、难熔和难以焊接的金属。它已广泛应用于电子工业、国防工业、仪器工业、电池工业、医疗器械等许多行业。
选择性激光焊接技术是将母线均匀焊接在电池上，从而提高稳定性，减少焊接接头的机械损伤。与普通电池不同，BJBC电池中的电流不会通过发射极，因此没有必要在粗细线条阴影和串联电阻损耗之间进行选择。以往的研究和测试发现，通过省略母线和缩短细线的长度，可以改善BJBC太阳能电池的填充因子和短路电流密度，提高太阳能电池的性能。
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