前言

　　晶體硅電池是光電轉(zhuǎn)化的核心器件，但是由于單片電池片的電壓,、電流,、功率有限，所以要將電池片串并聯(lián)起來,，使它具有滿足用電設(shè)備和工業(yè)化用電要求的電壓,、電流、功率,。但是,，由于晶體硅電池物理脆性，容易碎裂,，因此需要將電池片封裝,，做成組件進(jìn)行保護(hù)。

　　晶硅光伏組件主要分為：

　　常規(guī)組件（組成：玻璃,、EVA,、晶硅電池、背板,、鋁框,、接線盒等）；

　　透明組件（組成：玻璃,、EVA,、晶硅電池、透明背板,、鋁框,、接線盒等）；

　　雙玻組件（組成：玻璃,、PVB,、晶硅電池、玻璃背板,、接線盒等）,；

　　無框組件（沒有鋁框的常規(guī)組件和透明組件）；

　　組件的設(shè)計(jì)主要考慮三點(diǎn)：

　　物理電學(xué)性能

　　組件的功率大小,，尺寸,，承載,、安裝等要求。物理電學(xué)性能需要滿足IEC61215和IEC61730或UL1703,。

　　使用的環(huán)境

　　針對組件使用的環(huán)境不同,，需要特殊化設(shè)計(jì)，例如：

　　組件用于沿?；蚝u地區(qū),，那么組件需要具有耐鹽霧、防腐蝕的性能,。此時(shí),，組件需要滿足IEC61701的標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　針對農(nóng)業(yè)地區(qū),，需要組件具有抗氨氣腐蝕的能力,，組件需要滿足IEC62716的標(biāo)準(zhǔn)。

　　性價(jià)比最佳化

　　組件的設(shè)計(jì)需要兼顧組件的性能和成本,，使得組件的性價(jià)比達(dá)到最佳化,。

　　透明組件

　　透明組件的用途

　　透明組件根據(jù)設(shè)計(jì)不同，可以得到不同的透光率,，所以透明組件廣泛的應(yīng)用于屋頂及光伏建筑一體化（BIPV）等,。

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　2.1設(shè)計(jì)前言

　　首先透明組件的原材料必須符合材料符合組件工廠材料導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)，材料測試符合性能質(zhì)量要求,，參考標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)原材料的規(guī)格書,、認(rèn)證信息，以及工廠根據(jù)IEC61215或UL1703演化而來的原材料測試,。

　　其次,，由于透明組件涉及變量較多（如尺寸、透光率,、電池片功率,、電池片數(shù)量、物料價(jià)格成本,、人工成本,、制造成本等），因此這里化歸處理,，考慮透光率、成本（元/W）,，以及曲線圖中過原點(diǎn)的直線的最大斜率=透光率/（元/W）,。

　　透光率=｛1-（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積｝×玻璃透光率×透明背板透光率。

　　成本（元/W）=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數(shù),。

　　最大斜率=透光率/（元/W）--------過曲線與原點(diǎn)的直線的最大斜率,。

　　透明組件的物料組成如表1所示。

表1透明組件的物料組成

　　2.2電池片功率數(shù)量一定，其它不定,，確定最佳性價(jià)比

　　任意組件,，當(dāng)電池片數(shù)量、功率一定,，隨著組件尺寸的增大,，透光率將增大，成本相應(yīng)增加,。以透光率與成本（元/W）為坐標(biāo)軸作圖可以得到最佳的性價(jià)比的點(diǎn),。下面分析引出以透光率與成本（元/W）之間的關(guān)系圖。

　　分析如下：

　　組件透光率Z與組件的面積變化率X之間的關(guān)系

　　Z=｛1-（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積（1+X）｝×玻璃透光率×透明背板透光率,。

　　令：（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積=a

　　玻璃透光率×透明背板透光率=b

　　所以,，Z=｛1-a/（1+X）｝b，其中,，a,，b》0，且為常數(shù),，Z》0,，X≥0。

　　對組件透光率Z與組件的面積變化率X作趨勢圖,，如圖1所示：

圖1組件透光率Z與組件的面積變化率X的趨勢圖

　　組件成本C（元/W）與組件的面積變化率X之間的關(guān)系

　　C=｛（電池片+接線盒+條形碼+標(biāo)貼+其它物料成本（1+X）｝/組件瓦數(shù)

　　=（電池片+接線盒+條形碼+標(biāo)貼）/組件瓦數(shù)+｛其它物料成本（1+X）｝/組件瓦數(shù)

　　令：A=電池片+接線盒+條形碼+標(biāo)貼）/組件瓦數(shù)

　　B=其它物料成本/組件瓦數(shù)

　　所以,，C=A+B（1+X），其中X》0,，A》0,，B》0，AB均為常數(shù),，

　　對組件成本C（元/W）與組件的面積變化率X之間的關(guān)系作趨勢圖,，如圖2所示：

圖2組件成本C（元/W）與組件的面積變化率X的趨勢圖

　　由圖2可見，隨著X的增大,，C也線性增大,。

　　以透光率與成本（元/W）為坐標(biāo)軸作圖。

　　根據(jù)圖1,，圖2,，做出組件透光率和成本之間的關(guān)系圖3。

圖3組件透光率與組件成本（元/W）的關(guān)系圖

　　由圖3可見,，在Q點(diǎn)位置,，經(jīng)過原點(diǎn)的直線的斜率最大，即透光率/成本的值最大,，性價(jià)比最佳,。

　　組件透光率與組件成本（元/W）的關(guān)系圖,，對所有透明組件應(yīng)該具有普適性。

　　2.3組件透光率,、型號一定,，電池片功率不定，確定最佳性價(jià)比

　　當(dāng)組件透光率確定后（電池片的數(shù)量和組件尺寸也確定）,，此時(shí)變化電池片的功率,，研究成本（元/W）和透光率的變化趨勢，確定最佳的性價(jià)比,。

　　C成本（元/W）=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數(shù)

　　=電池片/組件瓦數(shù)+其它物料成本/組件瓦數(shù)

　　令：a=電池片/組件瓦數(shù)---定值

　　b=其它物料成本/組件瓦數(shù),，由于其它物料成本不變，所以隨著組件瓦數(shù)的增加,，b值減小,。即C減小，而透光率不變,。

　　如圖4所示,，

圖4透光率與成本之間的關(guān)系圖

　　由圖4可見，當(dāng)電池片的功率增加時(shí),，組件的功率增加,，C（元/W）減小，透光率不變,，性價(jià)比增加,。

　　因此，提高電池片功率,，有利于提高性價(jià)比,。

　　2.4透光率、電池片型號一定,，組件大小不定,，比較性價(jià)比

　　在電池片功率型號一定，透光率一定,，電池片數(shù)量不同的情況下,，比較大組件和小組件之間性價(jià)比（透光率/成本（元/W））的變化趨勢。

　　成本C=（電池片+接線盒+條形碼+標(biāo)貼+其它物料成本）/組件瓦數(shù)

　　=（接線盒+條形碼+標(biāo)貼）/組件瓦數(shù)+（電池片+其它物料成本）/組件瓦數(shù)

　　令：a=（接線盒+條形碼+標(biāo)貼）/組件瓦數(shù)

　　b=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數(shù)

　　即成本C=a+b

　　其中,，a隨著組件的功率增大,，而減小。

　　b基本不變,。

　　所以,，在電池片功率型號一定，透光率一定,，電池片數(shù)量不同的情況下,，大組件性價(jià)比（透光率/成本（元/W））高于小組件性價(jià)比。

　　2.5透光率,、尺寸,、功率相同、比較單多晶組件性價(jià)比

　　當(dāng)單晶和多晶組件的尺寸,、透光率,、功率相同的情況下，由于多晶的價(jià)格低于單晶的價(jià)格,，因此,，多晶組件的性價(jià)比高于單晶組件的性價(jià)比。

　　結(jié)語

　　任意透明組件,，當(dāng)電池片規(guī)格數(shù)量一定,，隨著組件尺寸的增大，透光率將增大,，成本相應(yīng)增加,。以透光率與成本（元/W）為坐標(biāo)軸作圖可以得到最佳的性價(jià)比的點(diǎn)。

　　當(dāng)組件透光率,、電池片數(shù)量,、組件尺寸一定，電池片功率越大,，組件的性價(jià)比越高（透光率的變化趨勢/成本（元/W））,。

　　當(dāng)電池片功率型號一定，透光率一定,，電池片數(shù)量不同的情況下,，大組件性價(jià)比（透光率/成本（元/W））高于小組件性價(jià)比。

　　當(dāng)單晶組件和多晶組件的尺寸,、透光率,、功率相同的情況下，多晶組件的性價(jià)比高于單晶組件的性價(jià)比（透光率/成本（元/W））,。

　　常規(guī)組件

　　常規(guī)組件的原材料必須符合材料符合組件工廠材料導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn),，材料測試符合性能質(zhì)量要求，參考標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)原材料的規(guī)格書,、認(rèn)證信息,，以及工廠根據(jù)IEC61215或UL1703演化而來的原材料測試?；蛱厥庖蟮?，如針對沿海地區(qū)或海島，組件要滿足防鹽霧IEC61701的標(biāo)準(zhǔn)要求,。針對農(nóng)業(yè)地區(qū),，組件需要滿足抗氨氣腐蝕IEC62716的標(biāo)準(zhǔn),。

　　常規(guī)組件的性價(jià)比：成本/功率即元/W。

　　電池片數(shù)量一定,，組件尺寸一定,，隨著電池片功率的增加，組件的性價(jià)比增加,。

　　電池片型號一定,，電池片數(shù)量不定。隨著組件尺寸的增加,，性價(jià)比（元/W）增加,。

　　單晶組件和多晶組件，尺寸,、功率相同,，多晶組件性價(jià)比高于單晶組件性價(jià)比（元/W）。

　　無框常規(guī)組件

　　性價(jià)比（元/W）規(guī)律與常規(guī)組件相同,。

　　無框透明組件和雙玻組件

　　性價(jià)比（透光率/成本（元/W））規(guī)律與透明組件相同,。

　　組件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)流程

　　以上組件在進(jìn)行性價(jià)比的規(guī)律確定后，進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn),。

　　如圖5所示：

　　結(jié)論

　　本文重點(diǎn)分析了常規(guī)組件,、透明組件、無框組件（常規(guī)和透明）,、雙玻組件的設(shè)計(jì)流程中的前期最佳的性價(jià)比設(shè)計(jì),，該設(shè)計(jì)中充分結(jié)合了成本的核算。

　　當(dāng)最佳性價(jià)比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成后,，進(jìn)入后續(xù)的常規(guī)流程即：原材料檢測,、工業(yè)設(shè)計(jì)組件的圖紙、整理BOM表,、制作組件,、對組件樣品進(jìn)行相關(guān)的IEC/UL標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)檢測、小批量實(shí)驗(yàn),、價(jià)格制定,、認(rèn)證宣傳、正式量產(chǎn),。

　　可以根據(jù)客戶的定制,，定制的組件可以參考最佳性價(jià)比的設(shè)計(jì)，進(jìn)行對比,。