光伏玻璃或者又叫做光電玻璃,現(xiàn)在應(yīng)用非常廣泛。其原理是玻璃里面壓入太陽能光伏組件,利用太陽輻射發(fā)電,并具有相關(guān)電流引出裝置以及電纜。由玻璃、太陽能電池片、膠片、背板玻璃、特殊金屬導(dǎo)線等組成。
平時(shí)常見的分兩種玻璃,一種是硅晶片光伏玻璃,有單晶硅和多晶硅兩種,主要應(yīng)用寫字樓外圍。寫字樓幾百米高,每年空調(diào)冷氣不知道需要多少電,把外圍玻璃改成太陽能電池板,自身就可以提供一部分電源。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前硅晶片玻璃占市場90%。
還有一種是薄膜光伏玻璃,也就是平時(shí)所見了太陽能電池板,薄膜以CIS和CdTe用的最多,其中CIS薄膜太陽能電池制造過程中由于要用到稀有金屬硒,使得大規(guī)模的生產(chǎn)的成本比較高,而且CIS的生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜,給大規(guī)模生產(chǎn)也造成了一定的困難,所以目前時(shí)機(jī)還未完全成熟。至于CdTe薄膜太陽能電池,由于其原材料中的“鎘”被證實(shí)是一種致癌物質(zhì),所以與太陽能電池的綠色能源特性有些許沖突,另外其原材料中的“碲”,價(jià)格也比較貴。所以相比來說,硅基薄膜電池更適合大規(guī)?;a(chǎn)。目前實(shí)際應(yīng)用也比較少
等離子在光伏玻璃上面的應(yīng)用,主要是用來清洗光伏玻璃的背板。目前光伏玻璃背板主要有兩種類型:
一:涂覆型背板,采用在基材PET聚酯薄膜表面涂覆上含氟樹脂;
二:涂膠復(fù)合型背板,采用在基材聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面復(fù)合上一層氟膜。
含氟材料性能優(yōu)越,耐熱耐水耐腐蝕,不過同時(shí)也具有很高的斥水斥油性能,不利于與太陽能封裝膠膜EVA的粘接。所以在封裝前通常解決的辦法是用低溫等離子處理
低溫等離子清洗機(jī)能夠有效提升含氟材料表面的親水性,提高含氟材料與太陽能封裝膠膜乙烯-醋酸乙烯共 聚物( EVA)的粘接性能,為太陽能電池片提供穩(wěn)定有效的保護(hù)。
經(jīng)低溫等離子清洗機(jī)處理之后的含氟涂料,其表面能增加,接觸角減小與EVA的剝離力增 加,從而提高了其與EVA的粘接性能。隨著低溫等離子處理功率和時(shí)間的增加,有利于其表面性能的改善。
以硅晶片電池板為例,根據(jù)東信的測試,不經(jīng)過低溫等離子處理,傳統(tǒng)硅基太陽能制備工藝生產(chǎn)出的多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在17% 左右,難以突破。經(jīng)過低溫等離子體設(shè)備對電池表面進(jìn)行處理,結(jié)果顯示,經(jīng)過處理后,多晶硅太陽能電池的峰值功率與光電轉(zhuǎn)換效率平均提升了5% 左右。由此推測,利用低溫等離子體處理多晶硅電池表面的方法,具有使氮化硅表面鈍化、去除磷硅玻璃、清洗電池片以及優(yōu)化表面絨面等作用,因此,利用該技術(shù)可提升太陽能電池片的產(chǎn)品性能。利用低溫等離子技術(shù)對涂覆型GPJ太陽能背板的含氟涂料面進(jìn)行處理時(shí),當(dāng)處理功率達(dá)到4.0 kW、時(shí)間達(dá)到3 s以上,其表面性能達(dá)到最高后穩(wěn)定.
等離子在光伏玻璃行業(yè)的應(yīng)用主要包含在下面的這5個方面
一.清洗指紋油污
電池片表面會因?yàn)閱T工排片或焊接過程中手指碰觸會留下指紋以及油污等,電池片表面具有細(xì)致的絨面結(jié)構(gòu),因此清理起來比較困難。油污等會阻礙電池片表面對光的吸收及利用,導(dǎo)致組件的發(fā)電效率降低。低溫等離子體會通過電離氣體產(chǎn)生高溫高速的電子束流(宏觀呈現(xiàn)低氣體溫度),束流在軸向風(fēng)機(jī)的作用下吹掃,去除電池表面的油污、指紋等,從而起到清洗的作用
二.表面制絨
多晶硅光伏電池表面需要通過制絨工藝來制備一層蠕蟲狀的絨面,以此來提高光的吸收和利用效率。一般制備工藝是利用硝酸和氫氟酸按一定配比對多晶硅電池表面進(jìn)行絨面腐蝕制備,在硅片表面形成一層多孔硅。多孔硅可以作為吸雜中心,提高光生載流子壽命并且具有較低的反射系數(shù)。但是多孔硅結(jié)構(gòu)松散不穩(wěn)定,具有較高的電阻以及表面復(fù)合率。低溫等離子體的高速粒子撞擊在電池片表面,一方面可以將絨面處理的更加細(xì)致有序,另一方面也可以使 表面結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,減少了復(fù)合中心的產(chǎn)生。
三.溫性刻蝕
光伏制備工藝中由于磷的擴(kuò)散,電池片表面及邊緣會不可避免的摻入磷元素。光生電子會隨著磷的擴(kuò)散由正面流動到背面,造成 PN 結(jié)短路,從而導(dǎo)致并聯(lián)電阻降低。并聯(lián)電阻反映的是電池的漏電水平,它會影響太陽電池的開路電壓,它的減小會使開路電壓降低,但對短路電流基本沒有影響。電池片表面還會形成 PSG(磷硅玻璃),PSG 易吸收空氣中的水分,導(dǎo)致電流降低和功率衰減。低溫等離子體可以通過粒子吹掃將多余擴(kuò)散的磷分解,從而達(dá)到去除 PSG 的目的。
四. 表面鈍化
光伏電池制備過程中由于切割工序的存在,會在電池片表面形成懸掛鍵,懸掛鍵具有捕獲光生載流子的作用,限制光電流的產(chǎn)生,是光伏電池較為嚴(yán)重的能量損失方式。低溫等離子體可以電離氫氣體,用氫離子來修補(bǔ)鈍化電池片表面的懸掛鍵,使硅原子恢復(fù)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
五. 降低死層影響
在擴(kuò)散區(qū)中,由于不活潑磷原子處于晶格間隙位置,會引起晶格缺陷。由于磷和硅的原子半徑不匹配,高濃度的磷還會造成晶格缺陷。因此,在硅電池表層中,少數(shù)載流子的壽命極低,表層吸收短波光子所產(chǎn)生的光生載流子對電池的光電流輸出貢獻(xiàn)甚微,因此,該表層稱為“死層”?!八缹印钡拇嬖谑遣豢杀苊獾?,但是可以利用一些方法來降低“死層”的影響。低溫等離子體的吹掃可以使表面磷原子分布更加均勻,促進(jìn)磷原子的正確落位,從而降低了電池片表面的死層影響。
低溫等離子體處理的一個顯著特點(diǎn)是對工藝參數(shù)進(jìn)行控制,使其具有良好的可靠性和重現(xiàn)性,特別是在工業(yè)生產(chǎn)中。低溫等離子體技術(shù)在不久的將來有望在第三代太陽能電池中發(fā)揮重要作用。