Material Modul Panel Surya — Lapis demi Lapis

Jawaban singkat: Modul panel surya dibangun dari delapan bahan utama, masing-masing menjalankan tugas tertentu dalam susunannya. Kaca depan tempered low-iron memikul beban optik dan melindungi sel. Enkapsulan — biasanya EVA — merekatkan lapisan-lapisan dan mencegah masuknya uap air, dan mengalami ikatan silang pada sekitar 150 °C selama laminasi. Sel surya menghasilkan arus. Ribbon menghubungkannya, backsheet menyegel bagian belakang terhadap UV dan uap air, kotak sambungan menyalurkan keluaran, dan rangka aluminium memberikan kekuatan mekanis serta antarmuka pemasangan. Dua item yang lebih kecil melengkapi daftar ini: sealant tepi dan bahan isolasi di dalam kotak. Setiap bahan memiliki spesifikasi yang penting — transmitansi kaca, kandungan gel enkapsulan, kekuatan dielektrik backsheet — dan ketidakcocokan antara dua di antaranya akan muncul kemudian sebagai delaminasi, korosi, atau kegagalan uji keselamatan.

Manufaktur Modul PV · oleh Jerry, Ooitech

Pendahuluan

Peran optik dari permukaan kaca penutup, dan mengapa teksturnya ditentukan secara khusus dan bukan sekadar kebetulan, dibahas dalam mengapa kaca panel surya bertekstur.

Sebagian besar modul fotovoltaik dibangun dari beberapa bahan inti. Modul surya pada umumnya terdiri dari bahan permukaan depan, sel surya, enkapsulan material, bahan permukaan belakang, rangka, dan beberapa bagian pendukung. Setiap lapisan memiliki fungsinya masing-masing, dan bersama-sama menentukan seberapa baik kinerja modul dan berapa lama modul bertahan. Mari kita bahas satu per satu.

Bahan Permukaan Depan

Apa fungsinya dan mengapa kaca menjadi pilihan utama

Bahan permukaan depan modul PV harus memiliki transmitansi tinggi di seluruh rentang panjang gelombang yang dapat digunakan oleh sel surya, bersama dengan indeks bias rendah, sehingga sinar matahari diserap seefisien mungkin. Selain transmisi dan refleksi, bahan depan harus kedap air, memiliki ketahanan benturan yang baik, tetap stabil di bawah paparan UV jangka panjang, dan memiliki resistansi termal rendah untuk mencegah air atau uap air mengkorosi kontak logam dan interkoneksi, yang akan memperpendek umur modul.

Karena modul berada di luar ruangan dan sering menghadapi cuaca buruk seperti angin, pasir, hujan, dan salju, bahan depan juga perlu memiliki kekakuan tertentu untuk melindungi sel di dalamnya dari benturan eksternal.

Ada beberapa pilihan untuk permukaan depan, termasuk akrilik, polimer, dan kaca. Pilihan yang paling umum adalah kaca tempered rendah besi, karena biayanya rendah, kuat, stabil, sangat transparan, kedap air, kedap udara, dan menawarkan kinerja pembersihan sendiri yang baik.

Sel Surya

Jantung pembangkit listrik

Sel surya adalah salah satu bagian terpenting dari modul PV dan secara langsung menentukan output daya keseluruhan modul. Ini adalah wafer semikonduktor yang menghasilkan listrik dari sinar matahari, dan selama kondisi pencahayaan tertentu terpenuhi, sel menghasilkan tegangan dan menghasilkan arus ketika dihubungkan dalam rangkaian.

Ada banyak pilihan sel. Berdasarkan teknologi prosesnya meliputi TOPCon, BC, HJT dan lainnya. Berdasarkan spesifikasi ukuran ada 182, 183, 210 dan lainnya. Bahkan dalam teknologi dan ukuran yang sama, sel diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan efisiensinya.

Material Enkapsulan

Lapis perekat yang menyatukan semuanya

Enkapsulan memberikan adhesi antara sel surya dan permukaan depan dan belakang modul. Ini harus tetap stabil di bawah suhu tinggi dan paparan UV yang kuat. Ini juga harus transparan secara optik, dengan resistansi termal rendah dan resistansi listrik tinggi.

EVA (etilena vinil asetat) adalah enkapsulan yang paling umum digunakan. Ini datang sebagai film tipis yang diletakkan di antara sel dan permukaan depan dan belakang, membentuk struktur sandwich. Sandwich ini kemudian dipanaskan hingga 140-150°C di bawah tekanan tertentu untuk jangka waktu tertentu, memungkinkan EVA untuk mempolimerisasi dan merekatkan modul. Pada gambar di bawah, film semi-transparan di atas sel adalah EVA.

Lembar Belakang

Permukaan belakang pelindung

Lembar belakang PV adalah permukaan belakang modul. Persyaratan utamanya adalah resistansi termal rendah dan kemampuan untuk menjaga air atau uap air keluar. Modul kaca tunggal biasanya menggunakan film polimer sebagai lembar belakang, sementara modul kaca ganda menggunakan kaca sebagai gantinya, karena kaca belakang transparan dapat menyerap cahaya yang dipantulkan dari tanah dan menambah output daya.

Pita PV (Pita Tembaga Berlapis Timah)

Bagaimana arus dikumpulkan dan dibawa

PV ribbon, yaitu pita tembaga berlapis timah, terutama dibagi menjadi interconnect ribbon dan bus ribbon. Interconnect ribbon menghubungkan sel-sel di dalam modul; pita ini disolder langsung ke busbar konduktif pada permukaan sel oleh mesin stringer, menghantarkan dan mengumpulkan arus dari setiap sel. Bus ribbon menghubungkan string sel di dalam modul; pita ini disolder ke interconnect ribbon dan mengumpulkan arus yang dihasilkan oleh sel-sel ke kotak sambungan.

Dasar dari pita PV adalah logam tembaga, dilapisi dengan lapisan tipis timah. Basis tembaga menawarkan konduktivitas tinggi dan resistansi rendah, mengurangi resistansi internal modul dan memotong kehilangan daya. Lapisan timah diperlukan karena tembaga memiliki titik leleh tinggi dan kemampuan solder yang buruk; melapisi timah pada basis tembaga memberikan kemampuan las yang baik pada pita dan memungkinkan pita interkoneksi terikat kuat pada busbar di permukaan sel, memastikan aliran arus yang baik.

Kotak Sambungan

Jembatan ke sirkuit eksternal

Kotak sambungan mentransmisikan arus pada modul PV. Ini terhubung ke pita bus internal dan menghubungkan modul ke sirkuit eksternal. Ini membutuhkan kinerja listrik yang baik, dan desain serta dimensinya harus memenuhi tuntutan lingkungan operasi, termasuk persyaratan listrik, mekanik, tahan panas, tahan korosi, dan tahan cuaca, tanpa menimbulkan bahaya bagi pengguna atau lingkungan. Kotak sambungan modul PV umum menggunakan konektor cepat MC4.

Rangka

Kekuatan, penyegelan, dan pemasangan yang mudah

Bingkai memiliki beberapa tujuan. Pertama, melindungi tepi kaca dan mencegah modul retak akibat gaya eksternal. Kedua, dikombinasikan dengan sealant tepi, memperkuat kinerja penyegelan modul. Ketiga, sangat meningkatkan kekuatan mekanik keseluruhan modul. Keempat, membuat modul lebih mudah dipasang dan diangkut, dan bertindak sebagai pembawa yang menghubungkan modul ke struktur pemasangan, sehingga pengikatan yang tepat memberikan ketahanan beban terbaik, mulai dari perlengkapan tunggal hingga susunan terintegrasi dan meningkatkan kemampuan mekanik seluruh sistem pembangkit listrik.

Sealant

Menjaga kelembaban keluar

Sealant digunakan untuk merekatkan kotak sambungan ke lembaran belakang PV, menjaga celah di antara keduanya kedap air dan meningkatkan ketahanan cuaca modul. Ini juga merekatkan modul ke bingkai, memperkuat sambungan antara keduanya dan mencegah uap air masuk ke modul.

Pandangan Ooitech

Ooitech percaya: kinerja dan umur modul surya tergantung pada seberapa baik bahan berlapisnya, dari kaca depan hingga sealant, bekerja sama sebagai satu sistem.