關(guān)于現(xiàn)在光伏行業(yè)中的半片電池組件的原理與特點(diǎn)分析

在現(xiàn)在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電。

近年來(lái)，光伏技術(shù)發(fā)展迅速、應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)從原來(lái)僅重視高功率，日益轉(zhuǎn)變?yōu)榧婢吒吖β?、在任何安裝條件下的高發(fā)電量、低衰減和低成本的綜合要求，從而進(jìn)一步降低度電成本。隨著行業(yè)內(nèi)太陽(yáng)能高效電池研究的不斷進(jìn)步，目前大部分單多晶電池組件的額定工作電流較高，其平均值在8A-9A左右，電流在流經(jīng)組件內(nèi)部的焊帶時(shí)會(huì)產(chǎn)生功率損耗，這部分損耗主要轉(zhuǎn)化為焦耳熱(Ploss=I2R)存在于組件內(nèi)部。因此隨著電流的增大，這部分的損失也就越大。

在過(guò)去的幾年中，整個(gè)行業(yè)都圍繞著“開(kāi)源”路線發(fā)展。如今，“中斷”是最有效的技術(shù)實(shí)施途徑，低內(nèi)部損耗和高效的半電池模塊技術(shù)將在大規(guī)模應(yīng)用中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 無(wú)疑，它是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn)并具有高性?xún)r(jià)比的高效產(chǎn)品。這是可以同時(shí)滿足成本，發(fā)電和衰減性能改善的最佳解決方案。

半電池模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括三種方法：串聯(lián)結(jié)構(gòu)，串聯(lián)-并聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)-串聯(lián)結(jié)構(gòu)。常規(guī)模塊通常采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)。在半電池切割后，電流減半，電壓保持不變。因此，如果使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，則組件電壓將是常規(guī)組件的兩倍，這將增加系統(tǒng)成本。同時(shí)，將元件電壓加倍后會(huì)存在一定的安全隱患，因此，為確保常規(guī)元件的整體輸出電壓和電流保持一致，半電池模塊一般采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)的小模塊。

對(duì)于半電池技術(shù)，他們實(shí)際上將普通的太陽(yáng)能電池分為兩半。與具有60或72個(gè)電池的普通光伏模塊不同，它們已成為120或144個(gè)半電池，同時(shí)保持了與常規(guī)模塊相同的設(shè)計(jì)和尺寸。具有相同效率的半電池光伏模塊的輸出功率明顯高于常規(guī)的全電池模塊的輸出功率。這主要是由于半芯片模塊的串聯(lián)電阻減小和填充系數(shù)FF增大。同時(shí)，由于模塊的內(nèi)部電阻較低，所以發(fā)電過(guò)程中的溫度低于常規(guī)模塊的溫度，從而進(jìn)一步提高了模塊的發(fā)電能力。

半電池模塊與常規(guī)模塊相同，并裝有鋼化玻璃，EVA和TPE(TPT，EPE)底板。接線盒會(huì)有所不同，通常使用三部分式接線盒。在技術(shù)上，半電池模塊的過(guò)程很容易更改。隨著電池?cái)?shù)量的增加，電池串聯(lián)焊接的時(shí)間也將增加一倍。困難在于母線的導(dǎo)線從模塊背面的中間引出。如果需要手動(dòng)操作，將增加導(dǎo)線。存在電池分裂或破裂的風(fēng)險(xiǎn)。

與常規(guī)組件一樣，半電池組的電池組也封裝有鋼化玻璃，EVA和底板。常規(guī)的太陽(yáng)能電池板通常包含60個(gè)串聯(lián)的0.5-0.6V太陽(yáng)能電池。串聯(lián)增加電壓，因此60單元模塊的工作電壓為30-35V。如果像標(biāo)準(zhǔn)組件一樣將半電池連接在一起，它們將產(chǎn)生一半的電流和兩倍的電壓，而電阻保持不變。

通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)單元切成兩半來(lái)獲得半單元。因此，其內(nèi)部電流減少了一半。隨著電流減小，電池內(nèi)部的功率損耗減小。功率損耗通常與電流的平方成正比，因此整個(gè)組件的功率損耗可減少至四分之一(Ploss = RI2，其中R為電阻，I為電流)。減少了半個(gè)電池的功率損耗，這可以使其變得更大。特別是在高輻射環(huán)境中，更大的填充因子和更高的轉(zhuǎn)換效率也可以獲得更大的發(fā)電量。該組件具有較大的填充系數(shù)，這意味著其內(nèi)部串聯(lián)電阻很小，并且其內(nèi)部電流損耗也很小。

使用半片電池可以在陰影條件下提供很大的優(yōu)勢(shì)并改善性能，對(duì)于容易受其它建筑障礙物影響的建筑光伏整體發(fā)電量提升有重要的意義。半片電池能增加發(fā)電量，但其系統(tǒng)設(shè)計(jì)與全片組件相近，沒(méi)有增加安裝成本，確保了更低的LCOE。激光切割技術(shù)的改進(jìn)讓半片電池的切割缺陷幾乎忽略不計(jì)。太陽(yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類(lèi)所有的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要我們保護(hù)能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟?lèi)每一個(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。