BC電池組件封裝損失研究：光伏玻璃透光率對CTM的影響

光伏組件輸出功率與電池片功率總和的百分比（CTM）是衡量組件封裝功率損失程度的重要參數(shù)。高效電池如PERC、TOPCon、HJT和XBC電池的推廣應(yīng)用，使得新型封裝材料與工藝成為研究重點。美能光伏玻璃透射率測試儀是光伏玻璃性能檢測的利器，具有高精度的測量準確性、測量穩(wěn)定性，能夠測量樣品的透射率。

封裝損失分析

不同電池組件的 CTM 影響因素

提升電池組件CTM的技術(shù)包括高透光率玻璃和膠膜、高反射率背板、圓形或異形焊帶、多主柵MBB互連、間隙貼膜、負間距互連、0間距互連以及疊瓦工藝等。

CTM影響因素分為設(shè)計損失、光學(xué)增益、光學(xué)損失和電學(xué)損失四個部分。

CTM影響因素分析和比較

雙面電池組件 CTM 影響因素

CTM是衡量組件封裝功率損失程度的重要參數(shù)，其值越高表示組件封裝功率損失越低。

雙面電池組件的CTM受到多種因素的影響，包括設(shè)計、光學(xué)增益和損失、電學(xué)損失等。通過改進設(shè)計、選擇高透光率材料、優(yōu)化焊帶和細柵線布局、提高電池片和電池串的匹配度等措施，可以有效提升組件的CTM值。

IBC 電池組件 CTM 影響因素

IBC電池組件的CTM受到設(shè)計、光學(xué)增益和損失、電學(xué)損失等因素的影響。與雙面電池組件相比，IBC電池組件缺少了正面焊帶和細柵線的光散射增益，這要求在封裝材料和工藝上進行特別的考慮，以彌補光學(xué)增益的缺失并降低封裝損失。通過優(yōu)化封裝材料、提高電池片和電池串的匹配度、減少電阻損失等措施，可以有效提升IBC電池組件的CTM值。

玻璃對IBC電池CTM的影響

不同 ARC 玻璃的對比

使用雙層高透ARC鍍膜玻璃可以顯著提高光伏組件的透光率、組件功率和CTM，從而降低封裝損失，提高組件的整體性能。

雙層無色ARC鍍膜玻璃雖然透光率略低于雙層高透ARC鍍膜玻璃，但其CTM仍然高于單層ARC玻璃，表明其在提高組件性能方面也具有一定的優(yōu)勢。

單層ARC玻璃在透光率、組件功率和CTM方面表現(xiàn)最差，封裝損失最大。

光伏玻璃透光率曲線

三種玻璃的透光率隨著波長的增加先降低后增加，這與玻璃對不同波長光的透過能力有關(guān)。

在380nm到480nm的波長范圍內(nèi)，雙層高透ARC玻璃的透光率略低于雙層無色ARC玻璃，但仍然高于單層ARC玻璃。

在480nm到780nm的波長范圍內(nèi)，雙層高透ARC玻璃的透光率逐漸增加，并在該范圍內(nèi)保持最高。

在780nm到1100nm的波長范圍內(nèi)，雙層高透ARC玻璃的透光率繼續(xù)高于其他兩種玻璃。

高透光率的光伏玻璃有助于更多的光能到達電池片，從而提高光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。雙層高透ARC玻璃由于其優(yōu)異的透光性能，可以帶來更高的組件功率和CTM值，降低封裝損失。

封裝膠膜對BC電池CTM的影響

封裝膠膜透光率曲線

在290nm至380nm波段，POE膠膜的透光率略高于EPE膠膜。

在380nm至1100nm波段，EPE膠膜的透光率比POE高約0.6%。

不同封裝膠膜對比

對于23.7%效率的BC電池，使用EPE膠膜的組件CTM比使用POE膠膜的高0.18%。

對于24.0%效率的BC電池，使用EPE膠膜的組件CTM比使用POE膠膜的高0.26%。

EPE膠膜封裝組件的功率略高，原因在于EPE膠膜為3層結(jié)構(gòu)，上下層采用EVA，而EVA的透光率比POE高約1%。

EPE膠膜由于其較高的透光率和良好的性能，可能更適合用于要求高CTM值的高效電池組件。對于IBC電池組件，選擇透光率更高的膠膜可以提高組件的CTM值，從而降低封裝損失，提高組件的整體性能。

背板對BC電池CTM的影響

不同背板與電池片間距對比

背板對CTM的影響：背板對組件CTM的增益主要由背板內(nèi)表面的反射率造成。間隙越大，可重復(fù)利用的反射光越多，組件功率和CTM增益也越大。

不同背板與電池片間距的對比：背板與電池片間距的不同對組件CTM有顯著影響。隨著間隙的增加，組件功率和CTM值也隨之增加。

高反射率背板可以顯著提高組件的CTM值，尤其是在全黑組件中。對于IBC電池組件，選擇高反射率背板可以提高組件的CTM值，從而降低封裝損失，提高組件的整體性能。

焊帶對BC電池CTM的影響

不同主柵線 IBC 電池組件對比

IBC電池由于缺少正面焊帶和細柵線的光散射增益，CTM損失明顯大于對遮光損失的降低。

電池效率相同時，18BB比12BB電池組件功率高約1W~2W。增加IBC電池主柵線數(shù)量、縮短電流傳輸距離，可以降低電學(xué)損失，提升組件CTM。

對于IBC電池組件，增加主柵線數(shù)量是提升CTM的有效方法，盡管它們不像雙面電池那樣能從正面焊帶光散射中獲益。

電池失配對BC電池CTM的影響

IBC 電池失配的功率影響

隨著 G1 規(guī)格以上電池片的應(yīng)用，組件制造都采用半切片電池焊接技術(shù)，電路連接由整片電池全串聯(lián)變?yōu)榘肫姵?strong>“串聯(lián)-并聯(lián)-串聯(lián)”方式。這導(dǎo)致電池片和電池串數(shù)量增加，增加了電池失配概率。

電池失配可能會顯著影響組件的功率輸出，因為不同電池片之間的效率差異會導(dǎo)致電流不匹配，從而影響整體性能。電池失配是影響IBC電池組件CTM的重要因素，通過精細的效率分檔和電池片匹配可以顯著提高組件的性能和可靠性。

工藝缺陷對BC電池CTM的影響

不良 IBC 電池組件功率對比

工藝缺陷，尤其是焊接質(zhì)量，對組件的性能有顯著影響。焊接不良可能導(dǎo)致組件CTM顯著下降，這體現(xiàn)在輸出參數(shù)FF（填充因子）、Vpmax（最大功率電壓）和Ipmax（最大功率電流）的下降。工藝缺陷，尤其是焊接相關(guān)的缺陷，對IBC電池組件的CTM有顯著的負面影響。通過改進焊接工藝和加強質(zhì)量控制，可以顯著提高組件的性能和可靠性。

通過采用高透光率的光伏玻璃、優(yōu)化的封裝膠膜和高反射率的背板，結(jié)合精細的電池片分選和先進的焊接技術(shù)，IBC電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率和功率輸出得到了顯著提升。

美能光伏玻璃透射率測試儀

美能光伏玻璃透射率測試儀PVGT2400是光伏玻璃性能檢測的利器，具有高精度的測量準確性、測量穩(wěn)定性，能夠測量樣品的透射率，計算出AM1.5有效太陽光透射比、可見光透射比等顏色參數(shù)，顯示C正色坐標及色品圖。配備氣浮平臺，保證測量移動玻璃時，無摩擦運動減少磨損，且節(jié)省搬運玻璃的人力。

精確度高：測量精度達到0.01%，能提供精確的透射比數(shù)據(jù)

穩(wěn)定性好：測量穩(wěn)定性:<0.1%，保證測試結(jié)果的可靠性

• 測試速度快：每點每次測量速度≤1000ms（與積分時間有關(guān)）

隨著BC電池組件技術(shù)的不斷進步，對于封裝材料性能的精確測量和優(yōu)化變得尤為重要。美能光伏玻璃透射率測試儀的應(yīng)用，為我們提供了一種高效、精確的測試手段，能夠?qū)?strong>光伏玻璃的透射率進行細致分析，確保BC電池組件能夠最大限度地利用光能，提高光電轉(zhuǎn)換效率。

原文出處：背接觸電池組件封裝損失研究，DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2024.05.023

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