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第五章 模組化技術

第五章 模組化技術. 第五章 模組化技術. 5-1 民生用模組化 5-2 電力用模組 5-3 其他之模組. 5-1 民生用模組化. 5-1 民生用模組化. 5-1-1 構造以及形成法 5-1-2 作動特性. 計算機、手錶、 Radio 、錄音機、電視及充電器等民生機器，一般要 1.5V 至數十 V 之電壓。而一個太陽電池之所生電壓不過 0.5~0.6 左右。故驅動民生機器，需將太陽電池元件做串聯。

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第五章 模組化技術

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Presentation Transcript

  1. 第五章模組化技術

  2. 第五章 模組化技術 5-1 民生用模組化 5-2 電力用模組 5-3 其他之模組

  3. 5-1 民生用模組化

  4. 5-1 民生用模組化 5-1-1 構造以及形成法 5-1-2 作動特性

  5. 計算機、手錶、Radio、錄音機、電視及充電器等民生機器，一般要1.5V至數十V之電壓。而一個太陽電池之所生電壓不過0.5~0.6左右。故驅動民生機器，需將太陽電池元件做串聯。計算機、手錶、Radio、錄音機、電視及充電器等民生機器，一般要1.5V至數十V之電壓。而一個太陽電池之所生電壓不過0.5~0.6左右。故驅動民生機器，需將太陽電池元件做串聯。 圖5-1為結晶矽太陽電池之民生用模組構造例。結晶矽太陽電池等Bulk型，通常將元件切成小片，在串聯成模組。如此可得驅動民生用機器之高電壓。但此方法，組立成本高，接點太多也是問題。 圖5-1結晶矽太陽電池模組構造 5-1-1 構造以及形成法

  6. 圖5-2民生用a-Si太陽電池模組構造 圖5-2(a)之type I中，以絕 緣性基板端面部分將各電 池連成串聯，故a-Si膜除 端面部分，全面形成即可 ，容易樣式化。 圖5-2(b)之type II為鄰接各 電池之邊界部分做串聯而 成，有減低透明電極電阻 所生之電力損失之優點。 民生用a-Si太陽電池模組構造

  7. 圖5-3 積層型a-Si太陽電池形成過程 圖5-3所示以適當樣式化，將透明電極與裏面電極接通，使鄰接之電池排成串聯，得到高電壓。開發之初，使用Metal Mask方式或Photolithography方式之樣式化，但目前為了太陽電池之大面積化，及增大有效面積，以雷射樣式化為主。

  8. 圖5-4 CdTe薄膜太陽電池之積層型 以screen印刷法，所形成之CdTe薄膜太陽電池如圖5-4所示，與a-Si同樣之積層型構造。 CdTe薄膜太陽電池之積層型

  9. 表5-1 各種民生用積層a-Si型太陽電池模組動作特性 表5-1列出計算機、手錶、收音機用及充電器用積層型太陽電池模組之作動特性。 5-1-2 作動特性

  10. 5-2 電力用模組

  11. 5-2 電力用模組 5-2-1 構造及形成法 5-2-2 各種特性

  12. 1.結晶矽太陽電池模組 圖5-5(a)為Substrate方式，在太陽電池之裏側放置下部基板做為模組支持度，其上以透明樹脂封入太陽電池。 其構造雖輕，因含紫外線之陽光直射透明樹脂，故未有耐光性之透明樹脂被開發前，信賴性尚缺。 5-2-1 構造及形成法 (a) Sub straight方式 圖5-5 結晶矽太陽電池之各種電力用模組構造

  13. (b) Super straight方式 圖5-5 結晶矽太陽電池之各種電力用模組構造 圖5-5(b)為Super straight化方式，在太陽電池之受光面側放置透明基板做為支持板，在其下用透明之填充材料及裏面塗佈材封入太陽電池。為防止濕氣侵入，同常在透明接著樹脂上再貼一層有機Sheet。 此Super straight方式因為使用強化玻璃，故重量約在6kg。 圖5-5(c)所示，在二枚玻璃間之樹脂層封入太陽電池者也有。 結晶矽太陽電池模組

  14. 圖5-6 電力用太陽電池模組 圖5-6所示模組，是以9枚Cell串聯，而後4列之Cell string全 部串聯連接。 電力用太陽電池模組

  15. 圖5-7所示基板一體型模組也可能。此模組30×30cm~40×120cm之積層型已被試做，因為不用Lead線連接各個Cell，故組立工程可更簡單，降低模組成本。圖5-7所示基板一體型模組也可能。此模組30×30cm~40×120cm之積層型已被試做，因為不用Lead線連接各個Cell，故組立工程可更簡單，降低模組成本。 圖5-7 a-Si太陽電池基板一體型模組構造 2. 非晶矽太陽電池模組

  16. 圖5-8 積層型a-Si太陽電池Sub module構造 圖5-8為See throuhg 之a-Si太陽電池。此太陽電池用在窗戶或車子天窗場合，是以EVA等透明接受劑貼合在屋頂玻璃上。 積層型a-Si太陽電池Sub module構造

  17. 圖5-9 超輕量Flexible a-Si太陽電池模組之構造與外觀 利用a-Si膜可在低溫形成之特性，在塑膠膜上形成輕量且Flexible之a-Si太陽電池也被開發。圖5-9為超輕量Flexible a-Si太陽電池模組。 超輕量Flexible a-Si太陽電池模組之構造與外觀

  18. 利用a-Si膜可用Glow放電以氣體分解形成之特徵，如圖5-10所示曲面玻璃瓦上，直接形成a-Si系太陽電池和瓦，也被開發。利用a-Si膜可用Glow放電以氣體分解形成之特徵，如圖5-10所示曲面玻璃瓦上，直接形成a-Si系太陽電池和瓦，也被開發。 圖5-10 a-Si太陽電池瓦模組構造 a-Si太陽電池瓦模組構造

  19. 圖5-11 Slate式太陽電池瓦之模組構造 如圖5-11所示，Slate式太陽電池瓦也有。這些建材一體型之太陽電池不需架台，故可降低太陽電池系統之總成本。 Slate式太陽電池瓦之模組構造

  20. 1.溫度特性 因太陽電池模組在各種不同環境下，對溫度依存性大。通常晴天時，模組溫度比大氣溫度高20~30。C。 太陽電池不管材料為何，溫度上升時開路電壓，最大功率都減少，而短路電流則增大。 5-2-2 各種特性

  21. 所謂照度特性，即因照度而使太陽電池出力特性有所變化。所謂照度特性，即因照度而使太陽電池出力特性有所變化。 在屋外使用時，入射光之強度依天候和時間而會有所改變，因此要考慮日射條件。 圖5-13 電力用太陽電池模組照度特性 2.照度特性

  22. 表5-3 結晶矽太陽電池模組的各種試驗項目 3.信賴性

  23. 3.信賴性 表5-3 結晶矽太陽電池模組的各種試驗項目

  24. 5-3 其他之模組

  25. 5-3 其他之模組 5-3-1 集光型模組 5-3-2 Hybrid型模組

  26. 圖5-14 各種集光方式 在集光上需要大面積之凸透鏡；以連接分割後凸透鏡之曲線的Frenel Lens為主。形狀上有圓型及線型Frenel Lens二種。 集光型模組在於防止溫度上升，所致效率降低，故要考慮如冷卻元件。現在，使用單晶Si太陽電池及GaAs太陽電池之Tandem型太陽電池，集光比50倍時有34%之轉換效率。 5-3-1 集光型模組

  27. 集熱器型光熱Hybrid元件，為在集熱器的集熱板上連接太陽電池，以取出電能與熱能。圖5-15為真空玻璃管型集熱器之集熱板上形成a-Si太陽電池之Hybrid元件。集熱器型光熱Hybrid元件，為在集熱器的集熱板上連接太陽電池，以取出電能與熱能。圖5-15為真空玻璃管型集熱器之集熱板上形成a-Si太陽電池之Hybrid元件。 圖5-15 光熱共生(Hybrid)元件之使用例 5-3-2 Hybrid型模組

  28. 圖5-16 a-Si太陽電池做為選擇吸收膜之特性 圖5-16所示，在可見光 域中吸收係數大，紅外 區域反射係數大，故為 優秀選擇吸收膜。又因a- Si封存在真空管內故不用 披覆(passivation) ，太陽 能總轉換效率達58%(電 能5%、熱能53%) a-Si太陽電池做為選擇吸收膜之特性

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