BC電池組件封裝損失研究：光伏玻璃透光率對(duì)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(diǎn)。美能光伏玻璃透射率測(cè)試儀是光伏玻璃性能檢測(cè)的利器，具有高精度的測(cè)量準(zhǔn)確性、測(cè)量穩(wěn)定性，能夠測(cè)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(fù)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(jì)損失、光學(xué)增益、光學(xué)損失和電學(xué)損失四個(gè)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(jì)、光學(xué)增益和損失、電學(xué)損失等。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、選擇高透光率材料、優(yōu)化焊帶和細(xì)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(jì)、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(xì)柵線的光散射增益，這要求在封裝材料和工藝上進(jìn)行特別的考慮，以彌補(bǔ)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(duì)IBC電池CTM的影響

不同 ARC 玻璃的對(duì)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(shì)。

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(duì)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(dá)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(duì)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(duì)比

對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)BC電池CTM的影響

不同背板與電池片間距對(duì)比

背板對(duì)CTM的影響：背板對(duì)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(duì)比：背板與電池片間距的不同對(duì)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(duì)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(duì)BC電池CTM的影響

不同主柵線 IBC 電池組件對(duì)比

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

電池效率相同時(shí)，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(duì)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(duì)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(huì)顯著影響組件的功率輸出，因?yàn)椴煌姵仄g的效率差異會(huì)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(xì)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(duì)BC電池CTM的影響

不良 IBC 電池組件功率對(duì)比

工藝缺陷，尤其是焊接質(zhì)量，對(duì)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(duì)IBC電池組件的CTM有顯著的負(fù)面影響。通過改進(jìn)焊接工藝和加強(qiáng)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(xì)的電池片分選和先進(jìn)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(cè)試儀

美能光伏玻璃透射率測(cè)試儀PVGT2400是光伏玻璃性能檢測(cè)的利器，具有高精度的測(cè)量準(zhǔn)確性、測(cè)量穩(wěn)定性，能夠測(cè)量樣品的透射率，計(jì)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(biāo)及色品圖。配備氣浮平臺(tái)，保證測(cè)量移動(dòng)玻璃時(shí)，無摩擦運(yùn)動(dòng)減少磨損，且節(jié)省搬運(yùn)玻璃的人力。

精確度高：測(cè)量精度達(dá)到0.01%，能提供精確的透射比數(shù)據(jù)

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

• 測(cè)試速度快：每點(diǎn)每次測(cè)量速度≤1000ms（與積分時(shí)間有關(guān)）

隨著BC電池組件技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于封裝材料性能的精確測(cè)量和優(yōu)化變得尤為重要。美能光伏玻璃透射率測(cè)試儀的應(yīng)用，為我們提供了一種高效、精確的測(cè)試手段，能夠?qū)?strong>光伏玻璃的透射率進(jìn)行細(xì)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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