ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน: โพลีซิลิคอน เวเฟอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ และโมดูล โมดูล PV อยู่ที่ปลายน้ำของห่วงโซ่ ระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์และระบบ PV ที่สมบูรณ์

เซลล์แสงอาทิตย์เดี่ยวผลิตไฟฟ้าได้ในปริมาณจำกัด เซลล์ต้องถูกต่ออนุกรมและห่อหุ้มเป็นโมดูลก่อนจึงจะสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานที่ใช้งานได้ ดังนั้นโมดูล PV จึงเป็นอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้ซึ่งสามารถให้กระแสไฟฟ้าตรงได้ด้วยตัวเอง ในฐานะหน่วยผลิตไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพที่เล็กที่สุด ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักเก้าชิ้น: เซลล์แสงอาทิตย์ แถบเชื่อมต่อ บัสบาร์ กระจกนิรภัย EVA แผ่นหลัง กรอบอะลูมิเนียมอัลลอยด์ น้ำยาซีล และกล่องรวมสาย

ในสี่ขั้นตอนของห่วงโซ่ PV ส่วนโมดูลเป็นส่วนที่พัฒนาและเติบโตเต็มที่เร็วที่สุดในจีน

การผลิตโมดูลส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสองขั้นตอนหลัก: การเชื่อมต่อเซลล์และการเคลือบ การเชื่อมต่อเซลล์กำหนดประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของโมดูล จำนวนเซลล์มาตรฐานสำหรับโมดูล PV คือ 60 หรือ 72 เซลล์ เชื่อมต่อด้วยแถบทองแดง 10 หรือ 12 เส้นที่ทำหน้าที่เป็นบัสบาร์ โดยมีหกกลุ่มเชื่อมต่อกันเป็นหนึ่งโมดูล

โมดูล PV คาดว่าจะมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 25 ปี ดังนั้นจึงต้องทนต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและมีความแข็งแรงทางกลในระดับหนึ่ง หลังจากเชื่อมต่อเซลล์แล้ว วัสดุมักจะจัดเรียงจากล่างขึ้นบนเป็นกระจกนิรภัย EVA เซลล์ และแผ่นหลัง จากนั้นปิดผนึกเข้าด้วยกันผ่านการเคลือบ แผ่นหลังและกระจกนิรภัยห่อหุ้มเซลล์และ EVA ไว้ภายใน ในขณะที่กรอบอะลูมิเนียมและน้ำยาซีลป้องกันและปิดผนึกขอบ

ขั้นตอนการผลิตโมดูลโดยรวมสามารถแบ่งออกเป็น: การบัดกรี, การวางซ้อน, การเคลือบ, การทดสอบ EL, การประกอบกรอบ, การติดตั้งกล่องรวมสาย, การทำความสะอาด, การทดสอบ IV, การตรวจสอบขั้นสุดท้าย และการบรรจุภัณฑ์ ในขั้นตอนเหล่านี้ การบัดกรีและการเคลือบมีเนื้อหาทางเทคนิคและมูลค่าสูงที่สุด

อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตโมดูล

อุปกรณ์โมดูลสอดคล้องโดยตรงกับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการผลิต เครื่องจักรหลัก ได้แก่ เครื่องตัดเลเซอร์, เครื่องเชื่อมแถบนำไฟฟ้า, อุปกรณ์วางซ้อนอัตโนมัติ, เครื่องเคลือบ และสายการผลิตอัตโนมัติ

เมื่อพิจารณาแต่ละขั้นตอน: ขั้นตอนการบัดกรีต้องใช้เครื่องตัดเลเซอร์, เครื่องเชื่อมบัสบาร์ และเครื่องเชื่อมแถบนำไฟฟ้าเซลล์; ขั้นตอนการวางซ้อนใช้เครื่องวางแม่แบบ; ขั้นตอนการเคลือบต้องใช้เครื่องเคลือบ; ขั้นตอนการทดสอบ EL ต้องใช้เครื่องทดสอบ EL; ขั้นตอนการประกอบกรอบต้องใช้เครื่องวางกรอบและเครื่องประกอบกรอบอัตโนมัติ; ขั้นตอนกล่องรวมสายต้องใช้เครื่องบัดกรีกล่องรวมสาย; ขั้นตอนการทำความสะอาดต้องใช้หน่วยพลิกโมดูล; ขั้นตอนการทดสอบ IV ต้องใช้เครื่องทดสอบ IV; การตรวจสอบขั้นสุดท้ายต้องใช้หน่วยตรวจสอบพลิก; และการบรรจุภัณฑ์ต้องใช้สายการบรรจุภัณฑ์

นอกเหนือจากเครื่องจักรเดี่ยวแล้ว ผู้จัดหาอุปกรณ์ยังสามารถจัดหาสายการประกอบโมดูลอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่ครอบคลุมทุกขั้นตอน ทำให้สามารถดำเนินโครงการแบบครบวงจรได้

คุณภาพและต้นทุนของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและต้นทุนของทั้งระบบ แล้วขั้นตอนการผลิตโมดูลจริงๆ แล้วเป็นอย่างไร?

โครงสร้างโมดูล

โครงสร้างโมดูลแบบ Half-Cell

ในโมดูลแบบ half-cell เซลล์จะถูกตัดครึ่งเพื่อให้กระแสไฟฟ้าทำงานของแต่ละเซลล์ลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งช่วยลดการสูญเสียทางไฟฟ้าบนริบบอนได้อย่างมาก และปรับปรุงอัตราส่วน cell-to-module (CTM) ของโมดูล

ช่องว่างระหว่างเซลล์ในโมดูลแบบ half-cell มีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้แสงที่สะท้อนจากกระจกกลับมายังเซลล์เพิ่มขึ้นเล็กน้อย ยิ่งกระแสเซลล์สูงเท่าใด ประโยชน์ที่ได้รับจากเทคโนโลยี half-cell ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ขั้นตอนการผลิตโมดูล

กระบวนการผลิตโมดูลโดยทั่วไปจะผ่านเจ็ดขั้นตอน: การเชื่อมต่อแถบนำไฟฟ้า, การวางซ้อน, การเคลือบ, การประกอบกรอบ, การติดตั้งกล่องรวมสาย, การบ่ม และการทดสอบ ก่อนที่จะบรรจุภัณฑ์และส่งมอบสู่ตลาดขั้นสุดท้าย แตกต่างจากโมดูลแบบ full-cell โมดูลแบบ half-cell จะดำเนินการตัดเซลล์ในขั้นตอนโมดูล โดยเพิ่มขั้นตอนการตัดด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ หลังจากนั้นจะปรับเปลี่ยนกระบวนการเชื่อมต่อแถบนำไฟฟ้าและการวางซ้อน ในส่วนของเซลล์ เทคโนโลยี half-cell ต้องปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดวางเซลล์

การเชื่อมต่อแถบนำไฟฟ้า

การใช้ริบบอน (ด้วยตนเองหรืออัตโนมัติ) เชื่อมต่อด้านหน้าและด้านหลังของแต่ละเซลล์เข้าด้วยกันเพื่อสร้างเป็นสายเซลล์ที่ต่ออนุกรมกัน

การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ: การบัดกรีเย็น, การบัดกรีมากเกินไป, การแตกของเซลล์, และแรงดึงของรอยบัดกรี

รูปแบบการจัดวางหลักสำหรับโมดูลครึ่งเซลล์ใช้การออกแบบสองส่วน (ดังแสดง) ส่วนบนและส่วนล่างเชื่อมต่อแบบขนานและใช้ไดโอดบายพาส จุดนำออกเปลี่ยนจากด้านบนของโมดูลเต็มเซลล์ไปยังตรงกลาง ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในแนวตั้ง

การวางซ้อน

หลังจากเชื่อมต่อสายเซลล์และผ่านการตรวจสอบแล้ว สายเซลล์ แก้ว EVA ที่ตัดแล้ว และแผ่นหลังจะถูกจัดวางตามลำดับที่กำหนดเพื่อเตรียมการเคลือบ ในระหว่างการจัดวาง ตำแหน่งสัมพัทธ์ของสายเซลล์และวัสดุเช่นแก้วจะถูกคงที่ และระยะห่างระหว่างเซลล์จะถูกปรับเพื่อให้พื้นฐานที่ดีสำหรับการเคลือบ ลำดับการจัดวางจากล่างขึ้นบนคือ: แก้ว, EVA, เซลล์, EVA, ใยแก้ว, และแผ่นหลัง

การเคลือบ

ชุดประกอบเซลล์ที่จัดวางแล้วจะถูกวางในเครื่องเคลือบ อากาศภายในโมดูลจะถูกกำจัดโดยสุญญากาศ จากนั้นให้ความร้อนเพื่อละลาย EVA ทำให้เซลล์ แก้ว และแผ่นหลังติดกัน สุดท้าย โมดูลจะถูกทำให้เย็นและนำออก การเคลือบเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตโมดูล โดยอุณหภูมิและเวลาในการเคลือบขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ EVA เมื่อใช้ EVA ทั่วไป เวลารอบการเคลือบประมาณ 10 ถึง 15 นาที โดยมีอุณหภูมิในการบ่ม 135 ถึง 145 องศาเซลเซียส

การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ: ฟองอากาศ, รอยขีดข่วน, รอยบุบ, การโป่งพอง, และการแตกของเซลล์

เป็นที่น่าสังเกตว่าก่อนการเคลือบ จำเป็นต้องมีการตรวจสอบลักษณะภายนอกอย่างเข้มงวดและการตรวจสอบ EL เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและความปลอดภัยของโมดูล

การตรวจสอบลักษณะภายนอก

การตรวจสอบ EL

การประกอบกรอบ

กรอบป้องกันขอบและมุมของกระจกนิรภัยของโมดูลและโมดูลที่เคลือบแล้ว ทำให้การติดตั้งในภายหลังง่ายขึ้น

การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ: รอยบุบ, รอยถลอก, รอยขีดข่วน, รูยึดหายไป, น้ำยาซีลล้นที่ด้านหลัง, ฟองอากาศ, และการขาดน้ำยาซีล

การติดตั้งกล่องรวมสาย

กล่องรวมสายเชื่อมต่อและป้องกันโมดูล PV ในขณะที่นำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากโมดูลออกไปให้ผู้ใช้

การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ: ฟองอากาศและน้ำยาซีลล้น

การบ่ม

สารเคลือบหลุมร่องฟันที่ถูกฉีดระหว่างขั้นตอนการประกอบกรอบและกล่องรวมสายไฟในขั้นตอนก่อนหน้านี้จะถูกบ่มเพื่อเสริมความแข็งแรงของซีลและปกป้องโมดูลจากสภาพแวดล้อมภายนอกที่รุนแรงในภายหลัง

การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ: เวลาในการบ่ม อุณหภูมิ และความชื้น

การทดสอบ

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าจะถูกวัดเพื่อกำหนดเกรดของโมดูล การทดสอบหลักสามรายการรวมอยู่ด้วย: การทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนทานของฉนวน ซึ่งตรวจสอบความปลอดภัยระหว่างกรอบและชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าภายใน (เซลล์, แถบเชื่อมต่อ ฯลฯ) ภายใต้แรงดันสูง; การทดสอบความต่อเนื่องของกราวด์ ซึ่งวัดความต้านทานระหว่างกรอบและกราวด์เพื่อยืนยันว่าการต่อกราวด์ของกรอบถูกต้อง; และการทดสอบ IV ซึ่งวัดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเพื่อกำหนดเกรดของโมดูล

ขั้นตอนการผลิตของโมดูล PV เดี่ยว

• หุ่นยนต์อุตสาหกรรมวางเซลล์ PV เดี่ยวขนาดเท่าหนังสือลงบนสายการผลิต

• เซลล์ PV ที่จัดเรียงแล้วจะถูกยึดติดและบัดกรี โดยมีแถวละ 12 เซลล์ถูกบัดกรีและตัด ก่อนการใช้เครื่องจักร งานนี้ต้องใช้คนประมาณสี่หรือห้าคนทำงานพร้อมกัน

• เซลล์ PV ที่ถูกบัดกรีจะผ่านการตรวจสอบคุณภาพ เซลล์ที่ไม่มีปัญหาด้านคุณภาพจะถูกส่งไปยังขั้นตอนถัดไปเพื่อการจัดเรียงและจัดระเบียบ

• เซลล์ PV ถูกจัดเรียงเป็นหกแถว แถวละ 12 เซลล์ต่อกลุ่ม

• ดำเนินการให้ความร้อน ติดกาว และติดฟิล์ม

• ชั้นแรกคือกระจก ชั้นที่สองคือ EVA ชั้นกลางคือเซลล์ PV ชั้นที่สี่คือ EVA อีกครั้ง และชั้นที่ห้าคือแผ่นหลัง ใช้สำหรับกันน้ำและป้องกันการกัดกร่อน

• กลุ่มโมดูล PV ผลึกเดี่ยวมีห้าชั้น การเคลือบหลอมรวมห้าชั้นนี้เข้าด้วยกัน

• หลังจากการเคลือบและบ่มเย็นเป็นเวลาสี่ชั่วโมง จะทำการกำจัดฝุ่นด้วยมือและตรวจสอบขอบและมุม

• โมดูล PV ที่เสร็จสมบูรณ์จะผ่านการทดสอบการทำงานภายใต้แสงจำลอง

• ดำเนินการตรวจสอบขั้นสุดท้ายและบรรจุภัณฑ์

มุมมองของ Ooitech

Ooitech เชื่อว่า: การผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์นั้นสรุปได้ที่การเรียงเซลล์ที่แม่นยำและการเคลือบที่เชื่อถือได้ โดยเทคโนโลยี half-cell และการทดสอบ EL ที่เข้มงวดเป็นกุญแจสำคัญสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความน่าเชื่อถือในระยะยาว