მზის უჯრედის მოდული

ზოგადად, მზის უჯრედის მოდული შედგება ხუთი ფენისგან ზემოდან ქვემოდან, მათ შორის ფოტოელექტრული მინა, შეფუთვის წებოვანი ფილმი, უჯრედის ჩიპი, შეფუთვის წებოვანი ფილმი და უკანა პლანი:

(1) ფოტოელექტრული მინა

ერთი მზის ფოტოელექტრული ელემენტის ცუდი მექანიკური სიმტკიცის გამო, ადვილად იშლება;ჰაერში არსებული ტენიანობა და კოროზიული აირი თანდათან იჟანგება და დაჟანგდება ელექტროდს და ვერ გაუძლებს გარე სამუშაოების მკაცრ პირობებს;ამავდროულად, ერთჯერადი ფოტოელექტრული უჯრედების სამუშაო ძაბვა ჩვეულებრივ მცირეა, რაც ძნელია დააკმაყოფილოს ზოგადი ელექტრომოწყობილობა.ამიტომ, მზის უჯრედები, როგორც წესი, დალუქულია შეფუთვის პანელსა და უკანა თვითმფრინავს შორის EVA ფილმით, რათა შექმნან განუყოფელი ფოტოელექტრული მოდული შეფუთვით და შიდა კავშირით, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად უზრუნველყოს DC გამომავალი.რამდენიმე ფოტოელექტრული მოდული, ინვერტორები და სხვა ელექტრული აქსესუარები წარმოადგენს ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების სისტემას.

მას შემდეგ, რაც ფოტოელექტრული მინა, რომელიც ფარავს ფოტოელექტრო მოდულს, დაიფარება, მას შეუძლია უზრუნველყოს უფრო მაღალი სინათლის გამტარობა, ასე რომ მზის ელემენტს შეუძლია მეტი ელექტროენერგიის გამომუშავება;ამავდროულად, გამკაცრებულ ფოტოელექტრო მინას აქვს უფრო მაღალი სიძლიერე, რამაც შეიძლება მზის უჯრედები გაუძლოს ქარის დიდ წნევას და უფრო დიდ დღიური ტემპერატურის განსხვავებას.ამიტომ, ფოტოელექტრული მინა არის ფოტოელექტრული მოდულების ერთ-ერთი შეუცვლელი აქსესუარი.

ფოტოელექტრული უჯრედები ძირითადად იყოფა კრისტალური სილიკონის უჯრედებად და თხელი ფირის უჯრედებად.კრისტალური სილიკონის უჯრედებისთვის გამოყენებული ფოტოელექტრული მინა ძირითადად იყენებს კალენდრის მეთოდს, ხოლო ფოტოელექტრული მინა, რომელიც გამოიყენება თხელი ფირის უჯრედებისთვის, ძირითადად იყენებს float მეთოდს.

(2) დალუქვის წებოვანი ფილმი (EVA)

მზის უჯრედების შეფუთვის წებოვანი ფილმი განთავსებულია მზის უჯრედის მოდულის შუაში, რომელიც ახვევს უჯრედის ფურცელს და შეკრულია მინასთან და უკანა ფირფიტასთან.მზის უჯრედების შეფუთვის წებოვანი ფირის ძირითადი ფუნქციებია: მზის უჯრედების ხაზის აღჭურვილობის სტრუქტურული მხარდაჭერის უზრუნველყოფა, უჯრედსა და მზის რადიაციას შორის მაქსიმალური ოპტიკური შეერთების უზრუნველყოფა, უჯრედისა და ხაზის ფიზიკურად იზოლირება და უჯრედის მიერ წარმოქმნილი სითბოს გატარება. ამიტომ, შესაფუთი ფილმის პროდუქტებს უნდა ჰქონდეს მაღალი წყლის ორთქლის ბარიერი, მაღალი ხილული სინათლის გამტარობა, მაღალი მოცულობის წინააღმდეგობა, ამინდის წინააღმდეგობა და ანტი PID შესრულება.

დღეისათვის, EVA წებოვანი ფილმი არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული წებოვანი ფილმის მასალა მზის უჯრედების შესაფუთად.2018 წლის მონაცემებით, მისი ბაზრის წილი დაახლოებით 90%-ია.მას აქვს 20 წელზე მეტი აპლიკაციის ისტორია, პროდუქტის დაბალანსებული შესრულებით და მაღალი ღირებულებით.POE წებოვანი ფილმი არის კიდევ ერთი ფართოდ გამოყენებული ფოტოელექტრული შეფუთვის წებოვანი ფილმი მასალა.2018 წლის მდგომარეობით, მისი ბაზრის წილი შეადგენს დაახლოებით 9% 5. ეს პროდუქტი არის ეთილენის ოქტენის კოპოლიმერი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მზის ერთი მინის და ორმაგი მინის მოდულების შესაფუთად, განსაკუთრებით ორმაგი მინის მოდულებში.POE წებოვან ფილმს აქვს შესანიშნავი მახასიათებლები, როგორიცაა წყლის ორთქლის ბარიერის მაღალი სიჩქარე, მაღალი ხილული სინათლის გამტარობა, მაღალი მოცულობის წინააღმდეგობა, შესანიშნავი ამინდის წინააღმდეგობა და გრძელვადიანი ანტი PID შესრულება.გარდა ამისა, ამ პროდუქტის უნიკალური მაღალი ამრეკლავი შესრულება შეუძლია გააუმჯობესოს მზის შუქის ეფექტური გამოყენება მოდულისთვის, დაეხმაროს მოდულის სიმძლავრის გაზრდას და მოდულის ლამინირების შემდეგ თეთრი წებოვანი ფირის გადახურვის პრობლემის გადაჭრას.

(3) ბატარეის ჩიპი

სილიკონის მზის უჯრედი არის ტიპიური ორი ტერმინალური მოწყობილობა.ორი ტერმინალი, შესაბამისად, არის სინათლის მიმღებ ზედაპირზე და სილიკონის ჩიპის უკანა განათების ზედაპირზე.

ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების პრინციპი: როდესაც ფოტონი ანათებს ლითონს, მისი ენერგია სრულად შეიწოვება მეტალში არსებულ ელექტრონს.ელექტრონის მიერ შთანთქმული ენერგია საკმარისად დიდია იმისთვის, რომ გადალახოს კულონის ძალა ლითონის ატომში და შეასრულოს მუშაობა, გაიქცეს ლითონის ზედაპირიდან და გახდეს ფოტოელექტრონი.სილიკონის ატომს აქვს ოთხი გარე ელექტრონი.თუ სუფთა სილიციუმს ატომებს აქვს 5 გარე ელექტრონები, როგორიცაა ფოსფორის ატომები, ის ხდება N- ტიპის ნახევარგამტარი;თუ სუფთა სილიციუმს აქვს ატომები სამი გარე ელექტრონით, როგორიცაა ბორის ატომები, წარმოიქმნება P-ტიპის ნახევარგამტარი.როდესაც P ტიპის და N ტიპის შერწყმულია, საკონტაქტო ზედაპირი წარმოქმნის პოტენციურ განსხვავებას და გახდება მზის ელემენტი.როდესაც მზის შუქი ანათებს PN შეერთებას, დენი მიედინება P-ტიპის მხრიდან N- ტიპის მხარეს და წარმოქმნის დენს.

გამოყენებული სხვადასხვა მასალის მიხედვით, მზის უჯრედები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად: პირველი კატეგორია არის კრისტალური სილიკონის მზის უჯრედები, მათ შორის მონოკრისტალური სილიციუმი და პოლიკრისტალური სილიციუმი.მათი კვლევა და განვითარება და ბაზრის გამოყენება შედარებით სიღრმისეულია და მათი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა მაღალია, რაც იკავებს მიმდინარე ბატარეის ჩიპის ძირითად საბაზრო წილს;მეორე კატეგორია არის თხელი ფირის მზის უჯრედები, მათ შორის სილიკონის დაფუძნებული ფილმები, ნაერთები და ორგანული მასალები.თუმცა, ნედლეულის სიმწირის ან ტოქსიკურობის, დაბალი კონვერტაციის ეფექტურობის, ცუდი სტაბილურობის და სხვა ნაკლოვანებების გამო, ისინი იშვიათად გამოიყენება ბაზარზე;მესამე კატეგორია არის ახალი მზის უჯრედები, მათ შორის ლამინირებული მზის უჯრედები, რომლებიც ამჟამად კვლევისა და განვითარების ეტაპზეა და ტექნოლოგია ჯერ არ არის მომწიფებული.

მზის უჯრედების ძირითადი ნედლეული არის პოლისილიციუმი (რომელსაც შეუძლია წარმოქმნას ერთკრისტალური სილიციუმის ღეროები, პოლისილიციუმის ინგოტები და ა.შ.).წარმოების პროცესი ძირითადად მოიცავს: გაწმენდას და ფლოკირებას, დიფუზიას, კიდეების ოქროვას, დეფოსფორიზებულ სილიკონის მინას, PECVD-ს, ტრაფარეტულ ბეჭდვას, აგლომერაციას, ტესტირებას და ა.შ.

აქ გაფართოვდა განსხვავება და ურთიერთობა ერთკრისტალურ და პოლიკრისტალურ ფოტოელექტრო პანელს შორის

ერთკრისტალი და პოლიკრისტალური კრისტალური სილიკონის მზის ენერგიის ორი ტექნიკური გზაა.თუ ერთკრისტალი შევადარებთ სრულ ქვას, პოლიკრისტალური არის დატეხილი ქვებისგან დამზადებული ქვა.განსხვავებული ფიზიკური თვისებების გამო, ერთკრისტალის ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა უფრო მაღალია, ვიდრე პოლიკრისტალის, მაგრამ პოლიკრისტალის ღირებულება შედარებით დაბალია.

მონოკრისტალური სილიციუმის მზის უჯრედების ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა არის დაახლოებით 18%, ხოლო ყველაზე მაღალი 24%.ეს არის ყველაზე მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა ყველა სახის მზის ელემენტებს შორის, მაგრამ წარმოების ღირებულება მაღალია.იმის გამო, რომ მონოკრისტალური სილიკონი, როგორც წესი, შეფუთულია გამაგრებული მინით და წყალგაუმტარი ფისით, ის გამძლეა და აქვს 25 წელი მომსახურების ვადა.

პოლიკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების წარმოების პროცესი მსგავსია მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების, მაგრამ პოლიკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედების ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად უნდა შემცირდეს და მისი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა არის დაახლოებით 16%.წარმოების ღირებულების თვალსაზრისით, ის უფრო იაფია, ვიდრე მონოკრისტალური სილიკონის მზის უჯრედები.მასალების წარმოება მარტივია, რაც დაზოგავს ენერგიის მოხმარებას და წარმოების მთლიანი ღირებულება დაბალია.

კავშირი ერთკრისტალსა და პოლიკრისტალს შორის: პოლიკრისტალი არის ერთკრისტალი დეფექტებით.

სუბსიდიების გარეშე ონლაინ ტენდერების ზრდისა და დასამონტაჟებელი მიწის რესურსების მზარდი სიმწირის გამო, გლობალურ ბაზარზე ეფექტურ პროდუქტებზე მოთხოვნა იზრდება.ინვესტორების ყურადღება ასევე გადაინაცვლა წინა ჩქარობიდან თავდაპირველ წყაროზე, ანუ ელექტროენერგიის გამომუშავებაზე და თავად პროექტის გრძელვადიან საიმედოობაზე, რაც არის მომავალი ელექტროსადგურის შემოსავლის გასაღები.ამ ეტაპზე პოლიკრისტალურ ტექნოლოგიას ჯერ კიდევ აქვს უპირატესობა ღირებულებით, მაგრამ მისი ეფექტურობა შედარებით დაბალია.

პოლიკრისტალური ტექნოლოგიის დუნე ზრდის მრავალი მიზეზი არსებობს: ერთის მხრივ, კვლევისა და განვითარების ღირებულება რჩება მაღალი, რაც იწვევს ახალი პროცესების წარმოების მაღალ ღირებულებას.მეორეს მხრივ, აღჭურვილობის ფასი ძალიან ძვირია.თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ელექტროენერგიის გამომუშავების ეფექტურობა და ეფექტური ერთკრისტალების ეფექტურობა პოლიკრისტალების და ჩვეულებრივი ერთკრისტალების მიღმაა, ზოგიერთი ფასისადმი მგრძნობიარე მომხმარებელი მაინც ვერ შეძლებს "კონკურენციას" არჩევისას.

ამჟამად, ეფექტური ერთკრისტალური ტექნოლოგია მიაღწია კარგ ბალანსს შესრულებასა და ღირებულებას შორის.ერთკრისტალების გაყიდვების მოცულობამ ბაზარზე წამყვანი პოზიცია დაიკავა.

(4) უკანა თვითმფრინავი

მზის უკანა თვითმფრინავი არის ფოტოელექტრული შესაფუთი მასალა, რომელიც მდებარეობს მზის უჯრედის მოდულის უკანა მხარეს.იგი ძირითადად გამოიყენება მზის უჯრედის მოდულის დასაცავად გარე გარემოში, გაუძლოს გარემო ფაქტორების კოროზიას, როგორიცაა სინათლე, ტენიანობა და სითბო შეფუთვის ფილმზე, უჯრედის ჩიპებსა და სხვა მასალებზე, და ასრულებს ამინდის მდგრადი იზოლაციის დაცვის როლს.იმის გამო, რომ უკანა თვითმფრინავი მდებარეობს PV მოდულის უკანა მხარეს ყველაზე გარე ფენაზე და პირდაპირ კონტაქტშია გარე გარემოსთან, მას უნდა ჰქონდეს შესანიშნავი მაღალი და დაბალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა, ულტრაიისფერი გამოსხივების წინააღმდეგობა, გარემოს დაბერების წინააღმდეგობა, წყლის ორთქლის ბარიერი, ელექტრო იზოლაცია და სხვა. თვისებები მზის ელემენტის მოდულის 25 წლიანი მომსახურების ვადის დასაკმაყოფილებლად.ელექტროენერგიის გამომუშავების ეფექტურობის მოთხოვნების უწყვეტი გაუმჯობესებით ფოტოელექტრული ინდუსტრიის ზოგიერთი მაღალი ხარისხის მზის უკანა თვითმფრინავის პროდუქტს ასევე აქვს მაღალი სინათლის არეკვლა მზის მოდულების ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.

მასალების კლასიფიკაციის მიხედვით, საზურგე ძირითადად იყოფა ორგანულ პოლიმერებად და არაორგანულ ნივთიერებებად.მზის საზურგე ჩვეულებრივ ეხება ორგანულ პოლიმერებს, ხოლო არაორგანული ნივთიერებები ძირითადად მინაა.წარმოების პროცესის მიხედვით, ძირითადად გამოირჩევა კომპოზიციური ტიპი, საფარის ტიპი და კოექსტრუზიის ტიპი.ამჟამად, კომპოზიტური საზურგე უკავია საზურგეების ბაზრის 78%-ზე მეტს.ორმაგი შუშის კომპონენტების მზარდი გამოყენების გამო, შუშის უკანა პლანის ბაზრის წილი აღემატება 12% -ს, ხოლო დაფარული უკანა პლანის და სხვა სტრუქტურული უკანა პლასტმასის დაახლოებით 10%.

მზის საზურგეების ნედლეული ძირითადად მოიცავს PET საბაზისო ფილმს, ფტორის მასალას და წებოვანს.PET ბაზის ფილმი ძირითადად უზრუნველყოფს საიზოლაციო და მექანიკურ თვისებებს, მაგრამ მისი ამინდის წინააღმდეგობა შედარებით ცუდია;ფტორის მასალები ძირითადად იყოფა ორ ფორმად: ფტორის ფირი და ფტორის შემცველი ფისი, რომლებიც უზრუნველყოფენ იზოლაციას, ამინდის წინააღმდეგობას და ბარიერულ თვისებას;წებოვანი ძირითადად შედგება სინთეზური ფისოვანი, სამკურნალო აგენტი, ფუნქციური დანამატები და სხვა ქიმიკატები.იგი გამოიყენება PET ბაზის ფირისა და ფტორის ფირის დასაკავშირებლად კომპოზიტურ უკანა პლანზე.დღეისათვის, მაღალი ხარისხის მზის უჯრედების მოდულების საზურგეები ძირითადად იყენებენ ფტორიდის მასალებს PET ბაზის ფირის დასაცავად.ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ გამოყენებული ფტორის მასალების ფორმა და შემადგენლობა განსხვავებულია.ფტორის მასალა შედგენილია PET საბაზისო ფილაზე წებოვანი საშუალებით ფტორის ფირის სახით, რომელიც წარმოადგენს კომპოზიტურ ზურგს;იგი უშუალოდ დაფარულია PET ბაზის ფილაზე ფტორის შემცველი ფისის სახით სპეციალური პროცესით, რომელსაც ეწოდება დაფარული უკანა პლანი.

ზოგადად რომ ვთქვათ, კომპოზიტურ უკანა თვითმფრინავს აქვს უმაღლესი ყოვლისმომცველი შესრულება მისი ფტორის ფირის მთლიანობის გამო;დაფარული უკანა თვითმფრინავს აქვს ფასის უპირატესობა მისი დაბალი მასალის ღირებულების გამო.

კომპოზიტური საზურგეების ძირითადი ტიპები

კომპოზიტური მზის უკანა თვითმფრინავი შეიძლება დაიყოს ორმხრივ ფტორის ფირის უკანა პლანზე, ცალმხრივი ფტორის ფირის უკანა პლანზე და ფტორისგან თავისუფალი უკანა პლანეტად ფტორის შემცველობის მიხედვით.მათი შესაბამისი ამინდის წინააღმდეგობის და სხვა მახასიათებლების გამო, ისინი შესაფერისია სხვადასხვა გარემოში.ზოგადად რომ ვთქვათ, გარემოს მიმართ ამინდის წინააღმდეგობას მოჰყვება ორმხრივი ფტორის ფირის უკანა პლანი, ცალმხრივი ფტორის ფირის უკანა პლანი და ფტორისგან თავისუფალი უკანა პლანი, და მათი ფასები ზოგადად მცირდება.

შენიშვნა: (1) PVF (მონოფლუორირებული ფისოვანი) ფილმი ექსტრუდირებულია PVF კოპოლიმერისგან.ეს ფორმირების პროცესი უზრუნველყოფს, რომ PVF დეკორატიული ფენა იყოს კომპაქტური და თავისუფალი დეფექტებისგან, როგორიცაა ხვრელები და ბზარები, რომლებიც ხშირად წარმოიქმნება PVDF (დიფტორირებული ფისოვანი) საფარის შესხურების ან როლიკებით საფარის დროს.ამიტომ, PVF ფირის დეკორატიული ფენის იზოლაცია აღემატება PVDF საფარს.PVF ფირის საფარის მასალის გამოყენება შესაძლებელია უარესი კოროზიული გარემოს მქონე ადგილებში;

(2) PVF ფირის წარმოების პროცესში, მოლეკულური გისოსების დაწებება გრძივი და განივი მიმართულებების გასწვრივ მნიშვნელოვნად აძლიერებს მის ფიზიკურ ძალას, ამიტომ PVF ფილმს აქვს უფრო დიდი სიმტკიცე;

(3) PVF ფილმს აქვს უფრო ძლიერი აცვიათ წინააღმდეგობა და უფრო ხანგრძლივი მომსახურების ვადა;

(4) წნეხილი PVF ფირის ზედაპირი გლუვი და დელიკატურია, არ შეიცავს ზოლებს, ფორთოხლის ქერქს, მიკრო ნაოჭებს და სხვა დეფექტებს, რომლებიც წარმოიქმნება ზედაპირზე როლიკებით დაფარვის ან შესხურების დროს.

გამოსაყენებელი სცენარები

მაღალი ამინდის წინააღმდეგობის გამო, ორმხრივი ფტორის კომპოზიტური უკანა თვითმფრინავი გაუძლებს მძიმე გარემოს, როგორიცაა სიცივე, მაღალი ტემპერატურა, ქარი და ქვიშა, წვიმა და ა.შ. და ჩვეულებრივ ფართოდ გამოიყენება პლატოზე, უდაბნოში, გობისა და სხვა რეგიონებში;ცალმხრივი ფტორის ფირის კომპოზიტური საზურგე არის ორმხრივი ფტორის ფირის კომპოზიტური უკანა პლანის ხარჯების შემცირების პროდუქტი.ორმხრივი ფტორის კომპოზიტური უკანა პლანთან შედარებით, მის შიდა ფენას აქვს ცუდი ულტრაიისფერი წინააღმდეგობა და სითბოს გაფრქვევა, რაც ძირითადად გამოიყენება სახურავებზე და ზომიერი ულტრაიისფერი გამოსხივების მქონე ადგილებში.

6, PV ინვერტორი

მზის ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოების პროცესში, ფოტოელექტრული მასივების მიერ გამომუშავებული სიმძლავრე არის მუდმივი სიმძლავრე, მაგრამ ბევრ დატვირთვას სჭირდება ცვლადი ენერგია.DC ელექტრომომარაგების სისტემას აქვს დიდი შეზღუდვები, რაც არ არის მოსახერხებელი ძაბვის ტრანსფორმაციისთვის, ასევე შეზღუდულია დატვირთვის გამოყენების ფარგლები.გარდა სპეციალური ელექტრული დატვირთვისა, ინვერტორები საჭიროა DC სიმძლავრის ცვლადი სიმძლავრის გადასაყვანად.ფოტოელექტრული ინვერტორი არის მზის ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოქმნის სისტემის გული.ის გარდაქმნის DC ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემის მიერ გამომუშავებულ მუდმივ ენერგიას ელექტროენერგიის ელექტრონული კონვერტაციის ტექნოლოგიით სიცოცხლისთვის საჭირო AC ენერგიად და არის ფოტოელექტრული ელექტროსადგურის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ძირითადი კომპონენტი.