光伏材料范文精选

全球知名增长咨询公司Frost & Sullivan近日发表研究报告，认为随着全球光伏行业的发展前景逐步趋好，未来一段时间光伏材料市场将快速增长，应用在太阳能发电设备背板、前板以及其它关键部位上的材料包括玻璃、含氟聚合物、密封剂和防反射涂料等产品的应用将会有较大规模的提高。

全球光伏市场概况

目前，由于太阳能应用的成本居高不下，其售价普遍不具竞争力，光伏产业的发展遭遇了重重阻力。不过，由于不同国家的太阳辐射量、国情和经济水平都不同，导致了光伏产业发展阶段不同，而太阳能入网电价也有很大的差异。

2008年，全球累计的太阳能装机发电能力是135亿千瓦。其中，新安装的发电能力为55亿千瓦。以德国、西班牙、希腊等为代表的欧洲市场在2008年得到了一定增长。德国政府出台的一系列安装光伏发电系统措施、西班牙政府对大规模光伏设备安装的部署、希腊的7亿瓦太阳能发电能力计划都将推动欧洲光伏产业的发展。此外，美国政府也通过了一系列优惠政策来促进光伏产业的发展。与此同时，由于对光伏产业进行补贴等优惠政策的提出，以及国内日益增长的能源需求和广大乡村地区缺乏电网的局面，中国市场将成为太阳能组件安装的最大市场之一。印度及其他一些快速成长的东南亚国家也开始更多地采用太阳能。

光伏产业中广泛应用的光伏材料

光伏材料指的是应用在太阳能发电组件上给光伏发电提供支持的化学材料，主要使用在太阳能发电设备的背板、前板、密封部位和防反射表面，本文所指的光伏材料包括玻璃、热聚合物和弹性塑料聚合物、密封剂以及防反射涂料。

太阳能发电设备背板指的是电池板背面的保护材料，对阳光起反射作用，具有较高的红外发射率，可以降低电池板的工作温度，有利于提高电池板的效率。

太阳能发电设备前板通常被用来确保光伏材料结构的稳定性，确保最大程度地将光传送到发电组件中。前板大多是透明且可以抵抗紫外线，同时可保护其他板组件以防受到结构破坏。

【摘要】随着有机光伏电池的研究与应用在近几年来得到了快速发展，越来越多专家学者对其进行更深入的研究，本文主要对有机光伏电池材料新进展方面进行概括，并对当前有机聚合物光伏电池工作效率较低的原因进行分析，对有机光伏电池领域的未来发展前景以及深入研究方向进行探讨。

【关键词】光伏材料；有机聚合物；器件

在当今全球能源高度紧张的背景下，由于高科技的快速发展，对太阳能发电领域的科技开发已经成为一个标志性起点，对光伏效应的太阳能电池的充分利用是当今高科技发展背景下清洁能源利用的根本目的，同时也是现代较热门的研究对象，原因在于传统无机材料的太阳能电池生产工序较为复杂，生产成本较高，设备较为昂贵，材料的选择不够便利，并且能量转换效率不理想等一系列原因，导致其发展受到了阻碍。

目前，光伏电池的发展方向主要有：进一步使太阳能电池性能得到改善、降低太阳能电池的制造成本，同时还要重视减少因大规模大批量的生产给环境带来的不利影响。近几年，由于导电聚合物的研究与开发，大大提高了开发低成本的有机聚合物光伏电池的可能性，有机光伏电池的主要具备有机化合物种类多样化，有机分子的化学结构较容易修饰，化合物的提纯与制备的加工工序较简便等主要优点，同时还较容易制造柔性器件、特别形状的期间以及大面积器件等，然而当前有机光伏太阳能电池与传统的无机太阳能电池相比，其光能与电能之间的转化能力还处于劣势，所以，其研究的重点是在于如何提升有机光伏电池的光电转换率。有机光伏太阳能电池与传统的无机碳杨能电池的工作原理较为相近，二者都是以半导体界面的光能福特效应为基础进行发电工作。

在当前的太阳能电池中，传统的无机太阳能电池在理论及研究方面发展较为成熟，然而有机半导体光伏太阳能电池依然处在理论构思和研究过程当中。

一、有机光伏材料的介绍

有机光伏材料与无机材料的基本区别在于有机光伏材料中的光生激子之间具有强烈的束缚作用，一般都是紧密的束缚在一起，通常不会出现自动分离而形成单独的电荷；其电荷是通过跳跃的方式在规定区域内进行分子传输工作，并非带内传输，因而其迁移率较低；相对于太阳光光谱来说，对于光的波长吸收范围较为狭窄，但其吸收系数很高，100纳米的薄膜就可以收集到较强的光密度；有机材料一般在有水条件下与有氧条件下处于不稳定状态；对于其本身是一维半导体的情况来说，其本身的电能与光性都各自具有较高的各向区别，这种特性可以为器件的研究设计带来很大的利用价值。

分子链中能够通过部分离域的不同轨道来完成光能吸收和电荷传输等过程，同时分子链中还存在共轭体系是有机光伏材料器件的激活材料所必须具有的功能。有机光伏材料还可以按照相应的机械性能与加工性能分为可溶材料、不溶材料、为荣材料以及液晶材料。其中一般包括小分子、低聚物分子、高聚物分子、液晶分子等。能够吸收可见光线的低聚物或者单体物质，称之为发色团，在此基础上，根据其本身的可溶性分为染料和颜料，一般可溶性较强或具备一定溶解性的被称为染料，没有溶解性或具备较弱溶解性的称为颜料。在通常情况下，激活层材料所具备的溶解性能决定着有机光伏材料电池的制作工艺。在制作过程中，对于可溶性较强的染料以及可溶聚合物应采用溶液旋转涂抹的方法或刮涂成膜等方法，对于不溶或难溶的颜料分子主要采用真空积沉法成膜，晶体颜料分子则应使用物理蒸发成膜的方式来对其进行加工，本文重点概述有机光伏材料中的高分子材料与低分子材料。当今主要用于有机光伏器件研究的材料有噻吩（PTH）衍生物、聚对苯（PPP）衍生物、聚苯乙炔（PPV）衍生物、聚苯胺（PANI）等一系列高分子材料，这些聚合物基本具有较大的共轭系统，可以利用相应的掺杂或者化学分子修饰来使材料的导电性能得到调节。

【摘要】从建设光伏材料专业实践教学课程体系必要性入手，探讨了该专业实践教学课程体系建设的内容和发展方向，以及如何建设的相关措施。

【关键词】光伏材料专业　实践教学课程体系建设

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)05C-0045-02

近年来，太阳能光伏新能源产业的快速发展促进了我国光伏专业教育与人才培养。以光伏为方向的材料本科专业(简称光伏材料专业)主要培养具有系统扎实的光伏材料科学与工程理论知识和基本实践技能、服务光伏产业领域的高级工程技术人才。它是一门实践性非常强的专业，其实践教学体系作为理论联系实际的重要环节，主要是通过其课程体系的实施来培养大学生的工程意识和创新思维，以及动手能力和分析问题、解决问题能力。设计科学合理、在实际工作中管用的实践教学课程体系，对提升新开办的光伏材料专业育人水平具有重要的实际意义。同时，实践教学是高校教学工作的重要组成部分，它与人才培养定位、学科基础、理论课程体系和一定时期教改重点和方向等教学工作的方方面面有密切的关系。光伏材料专业作为本科院校新建立专业，目前受到了各承建院校的高度重视，这些院校通过与地方产业紧密结合来优化实践教学课程体系，加强工程实践，以培养市场需要的合格高级专门人才。但由于各本科院校建设该专业时间较短，均处在摸索阶段，因此，研究怎样建设该专业实践教学课程体系很有必要。

一、建立光伏材料专业实践教学课程体系的内容

光伏材料专业实践教学课程体系结构主要由相应的材料科学与工程基本实验实训课程、光伏工程实验实训课程以及一定时期集中校内实验实训和校外生产实习工程实践课程三者构成。这些课程体系是围绕达到确定的专业人才培养目标而设置，通过在校学生学习具体实验实训课程或项目而达到应用型人才的培养目标。因此，光伏材料专业实践课程体系的建设是为实现专业设置目标而建立在材料学科、光伏工程学科及生产实践对技术人才实际要求的基础上而确立的课程体系。

(一)材料学科的实践课程内容。材料学科是基础性和应用性均强的开放性大学科，涉及的理论和实践知识体系庞大而繁杂。光伏专业方向决定了该专业课程体系建设必须在材料学科中取其有用的课程内容而学之，体现材料学科基础性，使其成为支撑该专业的基石，这些基础性强的课程在较长时间内应该保持基本稳定，集中力量建设。同时，实践教学必须与理论教学合理衔接，将基础材料学科的科技创新和光伏产业发展的最新科技成果融人实践教学内容中，使实践教学内容涵盖“基本实验”、“综合实验”、“设计创新实验”三大类型，并逐步向应用性实践方向转变。

太阳能作为一种清洁无污染的新型能源，受到了各国政府和组织的青睐，而太阳能电池正是目前最主流的转换和储存太阳能的方式。数十年来，人类对太阳能电池高效率的追求从未停止。从简单的单晶硅太阳能电池，到异质结太阳能电池、薄膜太阳能电池，再到目前研究火热的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池，光伏材料的能量转换效率不断被刷新。在对光伏材料的研究过程中，我们对半导体中载流子的运动规律有了清楚的认识，可以通过设计光伏结构和组分来调节载流子的输运行为，同时也发展了一系列新颖的实验观测手段。鉴于单节光伏电池的效率已经开始逼近肖克基（ShockleyQueisser）极限，因此很有必要对目前的光伏发展现状进行总结，同时对今后的新型光伏材料探索提供指导，本书就是以此为出发点而写作的。

全书共9章：1.传统的三维结构光伏材料，包括Si， 碲化镉（CdTe）， 铜铟硫（CIS），铜铟镓硫（CIGS），砷化镓（GaAs）， 氧化锌（ZnO）等。主要介绍结构设计过程对各项参数的不断优化，尤其是一些微纳米结构的设计。但是如何将微纳米结构中得到的高效率用于大规模实际应用仍是一个巨大的挑战；2. Cu2ZnSn（S，Se）4 （CZTSSe） 光伏材料。该材料最大的优势是所含元素地表储量丰富，成本低廉。本章主要介绍了CZTSSe材料不同的制备方法，包括脉冲激光沉积，磁控溅射、气相沉积等；3.详细分析Cu2ZnSnS4类型材料，通过元素替换和组分调控，实现能带调节与缺陷控制，最终得到最优的组合方式；4.ZnO光伏材料。介绍n型、p型和共掺杂的ZnO， 实现了结构调控与性能优化；5.利用可见光在TiO2/Metal/CdS三明治结构中实现产氢与光降解过程。主要介绍材料制备和表征方法，并对反应机理进行了分析；6.有机光伏材料。有机材料制备成本低廉，同时具有极好的可印刷性，是未来光伏电池领域极具应用潜力的材料之一；7.有机半导体光伏材料中的{米调控。通过掺杂和热处理等手段，实现能带的调控和最优的光伏性能；8.光伏电池的表征手段；9.太阳能光伏电池的实际应用。

本书内容详实，对从事光伏材料研究的科研人员和教学工作者是一本极好的参考资料。低年级研究生可以重点参考第8章，学习光伏材料表征的基本手段和分析方法。对于从事产业化研究的学者，学习第9章的内容也许大有裨益。对于绝大部分从事新型光伏材料的研究人员，从中汲取灵感，找到光伏材料新的发展方向才是最重要的。自瑞士联邦理工学院Michael Gratzel教授首次发现钙钛矿光伏材料的高转换效率以来，大批的科研人员投身于该新兴领域。2015年，华中科技大学陈炜教授在国际顶级期刊Science上发表文章，实现大面积钙钛矿太阳能电池的国际认可最高效率 （15%），为钙钛矿光伏材料的大规模产业化提供了可能，并且该效率仍有很大的上升空间，所以值得全世界的科研人员投入更多的精力进行研究。

本文所讨论的硅材料特指改良西门子法生产的多晶硅以后的硅材料，包括它们的特性、成型与加工。光伏技术是将太阳能直接转换为电能的技术，是利用半导体界面P－N结的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，是金属硅的一个重要应用领域。 多晶硅是生产电路级单晶硅和太阳能级单晶硅的重要基础材料，过去不能自主生产，形成了瓶颈，这严重制约了我国集成电路及太阳能电池产业的发展。2005年年底，河南洛阳中硅高科公司300t多晶硅项目第一炉产品成功出炉，多晶硅产品的自主生产，打破了国外技术垄断，揭开了多晶硅“中国制造”的新时代。伴随着洛阳中硅高科3000t多晶硅项目的兴建，国内外众多光伏企业前来投资合作，尚德电力、阿特斯以及上海超日等均在洛阳落户。随着市场的需求，河南科技大学材料学院无机非金属材料工程专业的硅材料及光伏技术方向便应运而生。该专业方向筹备于2008年，正式成立于2009年初，2010年开始有本科毕业生，目前就业形势良好。本文就新专业方向创办谈一些收获与感想。 1政府与学校的关键作用 1．1洛阳市政府的作用 为了与国家新材料基地配套，并更好地服务于洛阳市相关企业，为其提供知识专业化的本科毕业生，洛阳市政府决定由河南省重点高校河南科技大学(前机械工业部重点院校洛阳工学院)创办硅材料及光伏技术专业，这个工作是由前洛阳市委书记连维良直接指示与关心下完成的。 1．2学校的态度与作为 大学教育服务于市场，只有积极主动的态度加上及时迅速的反应才有可能培养出满足市场需要的学生，服务于市场经济建设［1－2］。学校由主管教学的副校长亲自负责，会同教务处等职能部门，迅速作出反应，落实了办学实验设备经费与具体办学院系。 2办专业相关事宜 2．1新专业名称 由于高校本科专业目录中材料、材料科学两类中均不含硅材料及光伏技术专业，因此，只能将此办学内容限定在一个专业方向上。事实上，硅材料不仅应用于太阳能电池产业，还可应用于半导体集成电路等领域，经过反复论证，我们还是以光伏技术作为办学的主要方向。一者是因为以硅太阳能电池为代表的新能源迅猛发展势头，二来专业方向的名称不宜太长，因此，新专业方向名称定为“硅材料及光伏技术”，简称“硅光伏”。 2．2依托专业 新专业依托原无机非金属材料工程专业，专业教师以相关或相近专业的硕士、博士为主组成。 2．3生源 办学要服务于社会经济建设、满足市场需求，最关键就是及时性!新专业直接从无机非金属材料工程专业三年级毕业生中挑选了综合排名靠前的30名学生组成一个班，即“硅光伏班”。 2．4开设课程 开设专业课2门，即《半导体材料及工艺》、《应用光伏学》。《半导体材料及工艺》主要讲授以硅为主的单质半导体及化合物半导体物理性质与制备技术，比如区域熔炼多晶以及直拉单晶技术;此外，该门课程还涉及了一些硅片加工技术。《应用光伏学》教材选用上海交大出版社出版的，(澳)伟纳姆等著，狄大卫等译的同名书。《应用光伏学》原著《AppliedPhotovoltaics》作者系MartinGreen教授。《应用光伏学》主要讲授太阳辐射的特性，半导体与P－N结基础，太阳能电池的原理、特性及设计，光伏电池的互联与组件的装配，独立光伏系统组成与设计，光伏特殊应用，偏远地区供电系统，并网光伏系统以及光伏水泵系统等。作为必要的补充，该课程还讲授了晶硅太阳能电池制备加工工艺技术。 2．5实践环节 洛阳拥有众多的硅材料及光伏企业，为了办学需要，我们与阿特斯、洛阳尚德以及后来的上海超日(偃师)都有着良好的教学合作关系，可以满足学生生产实习与毕业设计的需求。 3新办专业学生分配情况 2010年我校第一届硅光伏班30名学生毕业，从事硅光伏企业工作的大约有一半左右;2011年第二届硅光伏班学生毕业时，直接从事硅光伏企业工作的已经占到绝大多数了，部分考上研究生的同学也从专业上获利不少。从就业率趋势来看，硅光伏专业方向的创办无疑是及时的，是符合市场要求的。

摘要：本文首先介绍了太阳能光伏发电的基本原理，然后简述了用于太阳能光伏发电的各种常用材料的原理和特点以及在实验室中的最高转换效率，并介绍了研究前沿的几种新材料和结构，最后就太阳能光伏发电的前景做了分析总结。

关键词：光伏发电材料 转换效率 新进展 规模化应用

中图分类号：TK514 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0002-01

随着太阳能尤其是太阳能光伏发电（简称“光伏发电”）的应用越来越广泛，更多新材料和新技术不断涌现。本文将着重介绍近期光伏发电材料技术的进展，并简述规模化应用趋势。

1 太阳能光伏效应

光伏材料将光能转换为电能，这个过程叫做光伏效应。光伏效应的过程即半导体材料吸收光子能量，使到半导体中的原子发生原子能级跃迁，然后释放电子并形成电压的过程。入射光子的能量e=hν，（h为普朗克常数，ν为入射光子的频率），只有当入射光子的频率达到一定数值，使到入射光子的能量e大于半导体能级跃迁并释放电子所需要的最小能量—— 禁带宽度，才能使原子能级跃迁并产生电子。

2 太阳能光伏应用常见材料特性

根据NREL的最新光伏转换效率统计发现[1]，近年来，光伏转换效率在全世界的各个实验室不断被刷新，为光伏发电的发展奠定了坚实的技术基础。

Sergio Pizzini

Advanced Silicon Materials

for Photovoltaic Applications

2012，422p

Hardcover

ISBN9780470661116

Sergio Pizzini著

近几年，在太阳能光伏产业高速发展的带动下，硅材料在光伏发电领域应用越来越广泛，整个产业也得到了很大发展。目前，硅材料及其产品已经成为光伏产业的重要基础原材料，是光伏产业发展的“基石”。通过化学转化手段大规模、低成本利用硅资源发展光伏发电及光伏储能产业，对减缓和避免化石原料日益紧张的威胁、减少碳排放及温室效应，都能起到积极的作用，因此日益受到各国的普遍关注。现在制约光伏发电产业发展的仍是硅材料的技术、成本等问题。这其中，硅材料在太阳能光伏发电中的应用研究至关重要。本书描述了硅作为多用途材料在光伏应用中的潜力，讨论了光伏应用中如何获得低成本的硅原料等关键问题，涵盖硅材料在光伏应用中的主要问题，如薄膜硅的制造工艺、低成本原料的质量问题，研究了硅的化学性能、结构性能和电学特性技术并用计算机进行模拟的方法。

0引言 能源建筑就是利用太阳能集热器和光电设备来收集和存储太阳能,从中所获取的电能不仅可以满足建筑物自身的需要,而多余出来的电力还可以输送到公共电网或者其他的建筑。将耗能建筑逐步转化为能源建筑已成为人类面临的一大课题。而太阳能的利用,特别是硅片技术的发展进而推动光电设备的进步给这一课题带来了希望。 1太阳能在建筑中的利用 在德国,先进的太阳能集热器m2/a提供的能量等于燃烧40L燃煤或者400m3天然气,这不仅节约了资源,还大大减轻了二氧化碳对环境的污染。此外,一台太阳能集热器设备在大约1a内产生的能量足以用于生产一台新的太阳能集热器,所以,1a后它就真正成为一个能量的来源。我国具有丰富的太阳能资源,每年照射时在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上,年辐照量超过600MJ/m2,每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能力,约等于上万个三峡工程发电量的总和。如此丰富的太阳能资源使我国较早就开始利用太阳能。近几年,太阳能科技突飞猛进,太阳能产品不断升级。特别是硅片技术的发展,使得太阳能在建筑领域有了长足的发展。我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器(系统),其次是被动式采暖太阳房。同时,太阳能光伏技术和照明技术通过若干建筑示范工程实践,也积累了相当的应用数据和经验。如昆明冶研新材料股份公司的3000t多晶硅产业化项目就部分采用了太阳能光伏技术发电。 2.1能源与建筑的一体化(BIFV)设计 2.1.1设计原则 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式,其主体是建筑,客体是光伏系统。因此,BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则,任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2.1.2建筑设计 BIPV的设计应从建筑设计入手:①对建筑物所处的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析,这是决定是否选用BIPV的先决条件;②考虑建筑物的周边环境条件,即选用BIPV的建筑部分接受太阳能的具体条件,如被其他建筑物遮档,也不必考虑选用BIPV;③与建筑物的外装饰的协调,光伏组件给建筑设计带来了新的挑战与机遇,画龙点睛的BIPV设计会使建筑更富生机,环保绿色的设计理念更能体现建筑与自然的结合。④考虑光伏组件的吸热对建筑热环境的改变。光电的能量转换需要足够的阳光接受面,而建筑物本身就是一个理想的受光载体,国外把外墙的玻璃装饰与光电元件有机地结合起来,取得了许多经验。例如,德国柏林能源论坛大厦仅利用斜度为8度的屋顶和建筑物的局部西南向外墙(斜度为80度)上就安装了总功率约55kWp的光伏设备。彼得斯山天主教乡村大学校舍也是利用外廊通道和南侧玻璃房安装光电设备,所有部件安装在结构上,使锥形的玻璃与之结合紧密,形成一体。这套设备还具有双重功效,一方面发电,另一方面又能在柱廊通道里达到必要的遮阳效果。柱廊通道中的电气连接装置做的非常小,从而能将包括避雷针和光电设备配线在内的缆线铺设在拱形的T字梁中,并把暴露在外的设备颜色与整体建筑设计协调一致。如果把光电设备置于屋顶,还可以起到隔热保温的效果。光电设备与建筑设计有机结合将是未来建筑设计的一大亮点,有可能是未来建筑装饰材料发展的方向。 2.1.3发电系统设计 BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。BIPV光伏系统设计包含3部分,分别为光伏方阵设计、光伏组件设计和光伏发电系统设计。1)光伏方阵设计,在与建筑墙面结合或集成时,一方面要考虑建筑效果,如颜色与板块大小;另一方面要考虑其受光条件,如朝向与倾角。2)光伏组件设计,涉入电池片的选型(综合考虑外观色彩与发电量)与布置(结合板块大小、功率要求、电池片大小进行);组件的装配设计(组件的密封与安装形式)。3)光伏发电系统的设计,即系统类型(并网系统或独立系统)确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、感应与显示等环节设计。 2.1.4结构安全性与构造设计 光伏组件与建筑的结合,结构安全性涉及两方面:①组件本身的结构安全,如高层建筑屋顶的风荷载较地面大很多,普通的光伏组件的强度能否承受风压变形时是否会影响到电池片的正常工作等。②固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是安装空调式的简单固定,而是需对连接件固定点进行相应的结构计算,并充分考虑在使用期内的多种不利情况。1)设计中应注意两点:①方阵场地的选择避免阴影影响,各方阵间应有足够的间距,以保证全年每天当地时间上午9时至下午3时之间光伏电池组件无阴影遮挡;②将方阵场地表面层切实夯实,并于场地周围设计排水沟。2)方阵倾角设计计算。根据当地地理、交通、居民文化水平等情况确定采用固定式支架。为了全年均可较好地接受太阳辐射能量,方阵倾角确定为当地纬度+5°,即32°十5°=37°3)光伏方阵方位角选择为使方阵全年接受日光照射的时间最长,选择的方位角为正南。4)光伏方阵间距设计计算。D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosφ-0.399sinφ)]H=1480mm(φ选取37°)于是有D=0.707×1480/tan[arcsin(0.648cos37°-0.399sin37°)]=3624mm,取3700mm5)光伏方阵支架设计地面安装的光伏方阵支架采用钢结构。钢结构支架符合GB/T50250的要求,以保证光伏组件与支架连接牢固可靠,底座与基础连接牢固。组件与地面距离设计为600mm。支架采用直接接地,支架与预埋螺栓连接的接地体接地电阻不大于10n,接地进行防腐及降阻处理。支架钢结构件采用热镀锌防锈处理,以满足长期室外使用要求。光伏组件和方阵使用的紧固件采用不锈钢螺栓。 2.1.5光伏组件设计 1)蓄电池配置注意事项。每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期。制造商应提供型号产品国家认可质检机构出具的质检报告。蓄电池的生产时间靠近发货日期,存放时间应不超过6个月。同一路充放电控制的蓄电池应采用同一生产厂家、同一规格和容量的产品,生产日期的间隔时间应不超过1个月。蓄电池的外观无变形、漏液、裂纹及污迹,标志清晰。蓄电池的并联组数量最多不超过6组。2)蓄电池连接电缆。蓄电池连接电缆端头上设冷压铜接头。所选用的电缆铜接头和接线端子的设计及尺寸应使其流过最大电流时的温度不超过电缆绝缘的允许温度。#p#分页标题#e# 3光伏发电系统设计 功率调节器主要由控制器、逆变器、交流配电柜、电子限荷器、输出防雷隔离器等设备组成。 3.1一般要求 1)功率调节器设备选型应满足光伏系统设计功能的需要,各功能设备间应考虑功能和功率(容量)的协调及匹配。2)功率调节器设备应符合产品标准并通过检验的合格产品。出厂时应带有铭牌标志、接地标志、功能标志等,标识应清晰、正确。铭牌至少要标明制造商品名称、出厂编号、生产日期以及该设备的主要特征参数。3)设备柜架应有足够的刚性并设有安装孔或吊装位置,运行操作的器件应适宜人员操作,应有可靠接地。4)设备绝缘性能应符合相关要求。耐振动性能应满足频率在10~55Hz间变化、振幅0.35mm的三轴向各振动30min后正常工作。 4控制器选型 技术要求正常运行情况下,控制器及相关器件应提供至少10a的服务期。当没有LED发光时,控制器最大自身耗电量不得超过其额定充电电流的1%。充电或放电回路电压降不得超过系统额定电压的5%。控制器的调节点须根据具体蓄电他的特性在出厂前预调好过充点或过放点。控制器应具有防止蓄电池过充电和过放电的保护、防止任何负载过流或短路的电路保护、防止任何负载极性反接的电路保护、防止控制器内部短路的电路保护、在多雷区防止雷击引起击穿的保护、防止夜间蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护等功能。 5逆变器选型 其功能是将直流电变换成交流电,具有断路、过流、过压、过热、防蓄电池过放电等保护功能。6交流配电柜选型可接入逆变器,对用户供分配进行操作控制,装有用电计量电能表。选用上海某公司生产的型号为KPA-220~200的交流配电柜一台。 7输出防雷隔离器选型 输出防雷隔离器可安装在光伏电站控制机房的入口端和出口端,当遭到雷击或发生过流时,隔离器内防雷器件劣化,过流保护器自动跳出,自动脱扣脱离电路,以保证光伏电站设备的安全。 8机房、围栏、防雷及低压配电线路设计与建设 8.1光伏系统机房设计与建设 1)电站机房的面积包括蓄电池室、控制室和值班室。机房建设的原则为,结合当地的地理、气象条件,充分考虑蓄电池、控制器的最佳工作温度,符合当地的特殊地理、气象情况。2)为满足对于机房的温度要求,以确保冬天室内温度在0℃以上;地面采用防火阻燃木地板,机房设计要充分考虑空气对流,采用良好的通风结构,以确保夏天室内温度不超过28℃。3)为优化机房周围环境,要在机房周围设置排水沟和散水坡。 8.2光伏系统围栏设计与建设 1)采用防盗式热浸塑墨绿色钢焊接成网。2)焊接网热浸塑PE粉,单边厚度为0.4~0.45mm。3)设置防盗4N网围栏。4)焊接网用的钢丝为冷拔状态,抗拉强度为640~800N/mm2,实际直径为cp4.5mtna。 9光伏电站防雷设备设计与建设 1)电站系统线路不论是受到直接雷击还是间接雷击,都将产生过电压,若不能使雷击电流讯速流入大地,雷击就会浸入房屋,损坏建筑物或设备,严重的话会引起火灾,造成人身伤亡事故。因此,光伏电站必须采取有效措施防止雷击。2)电站的避雷系统设计,采用安装输人避雷器和输出避雷器,以确保电站设备安全,并将所有设备的金属外壳接地,以确保电站管理人员人身安全。 10结语 如果建筑物的装饰与光电组片结合起来,建筑与能源之间的关系将更加紧密。将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给甚至将电能输出,是未来建筑的发展趋势。

摘要：光伏电池封装材料直接影响到农田信息采集装备的稳定性和投资成本。本文介绍了目前农田信息采集装备使用到的光伏电池的封装技术的发展现状。由于干电池或蓄电池储能有限，不适合于长时间工作，另外大面积地更换电池非常费时与费力，因此采用干电池或蓄电池的监测手段往往只限制在实验室环境中。光伏电池可以通过获取太阳的能量对农田信息采集装备持续供给能量，这样为信息采集装备实现全天候农田环境中农作物的生长状况监测提供了可能。探讨了光伏电池封装技术和材料对农田信息采集装备性能的影响，并指出了农田信息采集装备用的光伏电池封装材料未来发展的趋势。

关键词：农田信息；采集装备；光伏电池；封装材料

中图分类号：TQ325文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

传统采用干电池或蓄电池的手段对农田监测设备进行供电，然而农作物生长周期一般都比较长，因此需要监测的时间也比较长[1]。由于干电池或蓄电池储能有限，不适合于长时间工作，另外大面积地更换电池非常费时与费力，而且投资成本较大，因此采用干电池或蓄电池的监测手段往往只限制在实验室环境中。光伏电池可以通过获取太阳的能量对农田信息采集装备持续供给能量，这样为信息采集装备实现全天候农田环境中农作物的生长状况监测提供了可能[2， 3]。

本文首先介绍目前农田信息采集装备中运用到的光伏电池的封装技术，然后介绍了农田信息采集装备中光伏电池的封装材料包括：封装胶和封装膜的理化特性，指出了这些材料的在农田中运用的范围。本文内容可以为农业科技工作者合理选用光伏电池材料来提高农田信息采集装备电能供给性能提供了参考。

1 封装技术

目前，农田信息采集装备中使用到的光伏电池的封装技术主要采用非玻璃封装和玻璃封装。

1.1 非玻璃封装技术

摘 要：太阳能电池组件是光伏发电系统中的关键器件，决定着整个系统中光伏发电的效率及成本。对于晶体硅太阳能电池组件而言，如何提高组件耐久性及降低由于组件封装导致的功率损失是整个行业的一个研究重点。文章重点研究如何选择、使用不同封装材料，从而降低组件封装损失及提高组件耐久性。

关键词：输出功率；透光率；EVA；TP；湿热

中图分类号：TM910.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0046-02

目前世界上广泛应用的光伏组件，绝大部分采用钢化玻璃、EVA、晶体硅太阳能电池、背板来进行封装。随着光伏市场竞争的加剧，各组件制造商均将提高单位面积电池组件的输出功率及提高组件的耐久性能作为重要的研究方向。降低组件的封装损失有以下几种方法：提高玻璃、EVA的透光率；合理优化电池片排布的间隙；提高背板对光线的反射率；合理优化焊带、汇流带的长度及横截面积。提高组件的耐久性能有以下几种方法：选用耐候性更强的背板、EVA/TP等封装材料；相对提高组件的交联度；提高组件的焊接质量。本文主要研究TP封装材料对晶体硅太阳能电池组件的封装损失及耐久性的影响。

1 TP及EVA的特性分析、对比

TP即聚烯烃材料，它的结构如图1所示，EVA 是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，它的结构如图2所示。

TP与EVA对组件性能比较：

①EVA封装成组件后长时间在户外环境中工作将释放一定的酸气和水，TP封装成组件后长时间在户外环境中工作不会释放酸气。