提及光伏电站的核心部分，你可能会想到光伏组件和逆变器，谈到光伏电站的收益问题，可能就得提一提光伏组件的质量问题，那么，如此重要的光伏组件是什么？

光伏组件指具有封装及内部联结的，能单独提供直流电输出的，不可分割的光伏电池组合装置，由太阳能电池片或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。

光伏组件的构成及各部分功能

1.钢化玻璃。其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的， 1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理

2.EVA。用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。

3.电池片。主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，但光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜薄膜太阳能电池，相对设备成本较高，但消耗和电池成本 很低，但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，但弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的太阳能电池。

4.背板。作用是密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家质保都是25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。）

5.铝合金。保护层压件，起一定的密封、支撑作用

6.接线盒 保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接线盒中关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同

7.硅胶。密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。

光伏组件功率计算

以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：

1.首先应计算每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输入功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。

2.计算光伏组件：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，光伏组件的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中光伏组件的实际使用功率。

多晶硅和单晶硅有什么区别？多晶跟单晶的区别：单晶硅面底色是黑色或淡蓝色，多晶硅面底色多是蓝色或彩色。

差别：相同功率的单晶板跟多晶板比较，多晶板子面积稍大于单晶板面积。

优点：多晶板是多个方向接收光线，方向性好。实际测试，假设用一只手挡住太阳光线给太阳能发电板面上留个影子，那么多晶板发电电流减小的数值比单晶板减小的数值小，这就是多晶板的优势。以及他的价格相对低一些。

发电板的使用方法

发电板发出的电是直流电，有正负极，充电时发电板的正负极分别接在电瓶的正负极即可。多晶和单晶板接线盒子里有防回流管，当电瓶充满满后，对电瓶充电将自动停止。具有防过充功能。

太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：

1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？

2、系统的负载功率多大？

3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？

4、系统每天需要工作多少小时？

5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？

6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？

7、系统需求的数量。

大家都知道太阳能电池板分为单晶、多晶和非晶硅，现在大多数太阳能电池板主要以单晶和多晶为材料。那么太阳能电池板是单晶好呢还是多晶好？这对于外行人士来说，确实是个难题。小编现在帮大家把太阳能电池板单晶好还是多晶好的知识整理了一下，现在咱们来看看它们都有什么特点。

一、单晶板材料与多晶板材料的区分

多晶硅和单晶硅是两种不同物质，多晶硅是化学专有名词俗称玻璃，高纯多晶硅材料即高纯度玻璃，单晶硅才是制作太阳能光伏电池的原料，同时也是制作半导体芯片的材料，因生产单晶硅的硅矿原料和生产工艺复杂，所以产量低和价格昂贵。

简单的说， 单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列，单晶是有序排列， 多晶是无序排列，这主要是由它们的加工工艺决定的，多晶多采用浇注法生产，就是直接把硅料倒入埚中融化定型，而单晶是采取西门子法改良直拉，直拉过程就是一个原子结构重组的过程。以我们的肉眼来看，单晶硅看起来表面是一样的，多晶硅表面看起来就像有很多碎玻璃在里面，闪闪发光的。

总结一下：

单晶太阳能电池板：没花纹，深蓝色，封装后的接近黑色。

多晶太阳能电池板：有花纹，有多晶多彩和多晶少彩的，像雪花铁皮上的雪花结晶花纹，浅蓝色。

非晶太阳能电池板：大多都是玻璃的，褐色茶色的。

二、单晶板材料特点

单晶硅太阳电池是当前开发得快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，高的达到24%，这是目前种类的太阳能电池中光电转换效率高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，高可达25年。

二、多晶板材料特点

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

看完介绍，大家认为太阳能电池板单晶好还是多晶好呢？总体来说，现在市面上太阳能电池板还是采用单晶的多上些，基本是技术成熟，市场大，维修起来要方便的多。

太阳能板单晶和多晶区别在哪里

单晶硅太阳能电池片主要是使用单晶硅来制造，与其他种类的太阳能电池片相比，单晶硅电池片的转换效率高。在初期，单晶硅太阳能电池片占领绝大 部份市场份额，在1998年后才退居多晶硅之后，市场份额占据第二。由于近几年多晶硅原料紧缺，在2004年之后，单晶硅的市场份额又略有上升，现在市面 上看到的电池有单晶硅居多。单晶硅太阳能电池片的硅结晶体非常好，其光学、电性能及力学性能都非常的均匀一致，电池的颜色多为黑色或深色，特别适合切割成小片制作成小型的 消费产品。单晶硅电池片在实验室实现的转换效率为24.7%普通商品化的转换效率为 10%-18%。单晶硅太阳能电池片因为制作工艺问题，一般其半成硅锭为圆柱进，然后经过切片-》清洗-》扩散制结-》去除背极-》制作电极-》腐蚀周边-》蒸镀减反射膜等 工蕊制成成品。一般单晶硅太阳能电池四个角为圆角。单晶硅太阳能电池片的厚 度一般为200uM-350uM厚，现在的生产趋势是向超薄及方向发展在制作多晶硅太阳能电池时，作为原料的高纯硅不是再提纯成单晶，而是熔化浇铸成正方形的硅锭，然后再加工单晶硅一样切成薄片和进行类似的加 工。多晶硅从其表面很容易进行辨认，硅片是由大量不同大小的结晶区域组成 （表面有晶体结晶状），其发电机制与单晶相同，但由于硅片由多个不同大小、不同取向的晶粒组在，其晶粒界面处光电转换易受到干扰，因而多晶硅的转换效 率相对较低，同时，多晶硅的光学、电性能及力学性能一致性没有单晶硅太阳能电池好。多晶硅太阳能电池实验室效率高达到20.3%，商品化的一般为10%-16%，多晶硅太阳能电池是正方形片，在制作太阳能组件时有高的填充率，产品相对也比较美观。多晶硅太阳能电池片的厚度一般为220uM-300uM厚，有些厂家已有生产 180uM 厚的太阳能电池片，并且向薄发展，更以节约昂贵的硅材料。

（1）单晶硅太阳能电池

目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，高可达25年。

（2）多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右（2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界效率高多晶硅太阳能电池）。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

光伏产业是指将硅料通过各类技术和工艺路线生产出太阳能电池片，并将太阳能电池经过串并联后进行封装保护形成大面积的太阳能电池组件，再配合功率控制器等，形成光伏发电装置的产业链。单晶硅太阳能占比不断提升根据半导体材料的不同，可以将太阳能电池分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。目前应用广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、异质结、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。但从2015-2016年开始，以隆基为首的单晶厂商实现技术突破，大幅降低了单晶硅片成本。由于单晶硅电池具备更高的转化效率，导致单晶硅片对应的单瓦成本实现反超，比多晶更低，后又出现以PERC电池为代表的单晶硅电池，进一步推动了单晶硅对多晶硅的替代，薄膜太阳能所占比重也逐年下降。硅成本的下降主要依靠电池片成本和价格的下降。

2016 年以来，随着单多晶市场份额的逆转，电 池价格在过去三年里下降了 2/3，其驱动力一方面来自单晶硅片成本的快速下降，另一方面来自 PERC 技术渗透率提升大幅提高了电池转换效率。截至 2019 年，单晶产品市占率超过65%。原材料在西部，应用端在东部2019年我国光伏产品产能分布较为广泛，上游多晶硅和硅片的产能主要集中在电价更低的西部地区，尤其是新疆、四川、宁夏、云南等地。中下游电池片和组件主要集中在东部地区，如浙江和江苏，两者产能占全国产能比重超过60%。

太阳能电池仍存在较大的发展空间

我国的太阳能电池发展规模远小于欧美市场，以至于欧美市场对太阳能电池的补贴已经开始下滑，而我国的补贴力度仍然很大。在政府的补贴下，随着行业竞争的加剧，尤其是行业技术更新换代升级，小企业将因技术跟不上大规模企业，技术的落后导致众多企业逐年被市场淘汰。因此，总的结果是太阳能电池行业集中度逐年上升。

《太阳能发展“十三五”规划》中明确提出，到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上，在“十二五”基础上每年保持稳定的发展规模;太阳能热发电装机达到500万千瓦。太阳能热利用集热面积达到8亿平方米。到2020年，太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。太阳能利用规模的扩大会带动太阳能电池需求的增长。

自531新政发布以来，光伏产业链各环节价格已降低了30%-40%，光伏平价上网加速推进中。前瞻预测到2025年，我国太阳能电池产量将达到40367万千瓦。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国太阳能电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

一、大硅片所向披靡

为了降低光伏电站度电成本，光伏企业一直在致力于降低硅料、硅片、电池、组件生产成本，提高电池效率与组件功率。在提高组件功率这一环节，除了提高电池效率、组件技术外，还有一个简单粗暴的方法，就是提高硅片面积，因此这一两年来，硅片尺寸越做越大，从之前的156到现在的166、18X、210。

究其原因，即是硅片尺寸的不断变大可为下游各环节带来诸多方面的降本增效，大硅片降本主要来源于“通量”及“面积周长增幅不一致”带来的降本效应。大硅片还可带来组件端的效率增加。由于采用更大的硅片及电池，使得电池占组件面积增加，进而在电池片效率相同的情况下，提高组件功率。根据测算，在电池效率相同的情况下，M12硅片相比M2硅片在组件效率上可提升0.7%。

二、掺镓、N型单晶大势所趋

一直以来，光伏行业的硅片都是掺硼的P型硅片，这是因为硼在硅中的分凝系数接近1，容易获得电阻率一直的P型硅片，但是这也带来一系列的问题，如硅中的硼氧复合体导致太阳能电池效率衰减很大。2017年，隆基推出电注入技术，并可以免费提供给下游电池客户使用，而所谓的电注入技术，不仅不能解决单晶的衰减问题，还需要在电池线上加一道电注入工艺，其实质是将在光伏电站运营过程中的效率降低，通过电注入这道工艺，一次性降低到位，从而在将来的光伏电站运营过程中将不再有效率降低的问题。因此，电注入这道工艺，并没有解决衰减问题。

但是，掺镓单晶和N型单晶，由于单晶体内没有掺硼，没有了BO复合体，从本质上解决了单晶衰减问题。之前，受限于设备、技术、专利，掺镓、N型单晶都没有大量推广，如今设备、技术越来越成熟，专利壁垒也将失效，掺镓、N型单晶呈星火燎原之势。

三、大硅片、掺镓、N型单晶量产难点

1、大硅片的难点

大硅片在设备、技术上没有难点，但是老产能生产大硅片会有一定的难度。如单晶炉副室如果尺寸不够大，装不了大直径的单晶硅棒，很多切片机也切不了180、210的硅片。而且热场直径太小，拉大尺寸单晶硅棒成本也将更高。

2、掺镓单晶的难点

采用大热场如32寸热场拉掺镓单晶硅棒，其拉晶成本与拉P型掺硼单晶硅棒成本差不多。由于镓在硅中的分凝系数低，为了保证掺镓单晶硅片的电阻率符合客户要求，拉掺镓单晶硅棒时，每炉需要拉7根单晶硅棒，因此大尺寸热场拉掺镓单晶成本与拉P型掺硼单晶成本差不多，但是小尺寸热场拉掺镓单晶时，掺镓单晶硅棒长度将特别短，导致成本则大大高于拉P型掺硼单晶硅棒的成本。因此，拉掺镓单晶需要大尺寸单晶炉、大尺寸热场。

单晶硅作为信息时代的基石，被广泛应用于芯片制造和微电子器件当中。但是这种脆性材料，容易引发组件断裂失效，而使器件丧失功能性。本文报道了一种新的加工流程，通过光刻蚀和表面处理以去除残留在表面的加工损伤。这种方法加工的单晶硅强度（CRSS~4 GPa）接近理论值，弹性极限明显升高，更为重要的是单晶硅塑性显著提升，为加工具有高稳定性和高质量的硅结构提供了重要启示。
单晶硅独特的电学性质和能带结构，使得它作为功能部件被广泛应用于半导体行业。同时其强度较高，也是微电子机械系统（MEMS）里重要的结构材料。但是单晶硅属于脆性材料，这严重影响了其稳定性。冲击实验表明，移动电子设备中的硅基罗盘容易发生断裂失效。此外，单晶硅作为功能部件，通过应变工程（strain engineering）可以有效提高硅中载流子的迁移率，提高电子器件的功效，但是单晶硅在低应变下的脆性失效成为这一应用的掣肘。因此，如何消除加工损伤，进一步提高单晶硅的性能成为急需解决的问题。同时加工过程对半导体材料在微纳尺度性能的影响，也亟待解答。

一、单晶硅精加工

聚焦离子束切割（FIB）和光刻蚀工艺广泛应用于半导体行业和微纳加工，但是聚焦离子束切割会在晶体材料表面引入几十纳米厚的非晶层，同时在非晶层与晶体的界面之间植入大量晶格缺陷，在应力应变作用下成为裂纹增长的源头，显著弱化材料强度。普通光刻蚀中的干法刻蚀也会在硅的表面残留氟硅酸盐层、离子损伤和氧化层，这都将显著影响外力作用下的缺陷行为，因为单晶硅表面是微纳尺度下缺陷形核的重要场所。该团队在光刻蚀之后，对单晶硅表面进行额外处理，先将被损伤的表面氧化，再侵蚀掉氧化层，以去除刻蚀导致的表面损伤（图1）。这种流程加工的单晶硅结构，表面既没有离子切割引入的缺陷，也没有刻蚀导致的损伤，只有1-2纳米的自然氧化层，表面质量好。

二、优越的机械性能

经过表面处理过的单晶硅微柱，在接下来的微观压缩（micro-compression）测试中表现出比其它方法制备的样品更高的强度，其临界剪切强度（CRSS~4 GPa）更加接近材料的理论值（图2）。同时，弹性极限也显著提升了67.5%，比聚焦离子束加工的单晶硅样品提高了2040%。更为惊喜的发现是单晶硅在室温条件下，在微米尺度展现出了塑性。之前的研究认为,只有将尺寸缩小到200-300纳米才能观察到单晶硅的室温塑性，但是表面处理过的微柱在微米尺度依然达到了3%的塑性应变（图2）。对比实验发现，不同样品中的缺陷的形核模式完全不同，裂纹更容易在聚离子束切割的样品顶端形成，因为这里有缺陷聚集。而表面处理过的光刻硅当中位错分布非常均匀（图3），展现出表面随机形核的特点，这样避免了应力应变集中，同时高强度进一步提升了位错形核率，这些因素都显著提升了塑性。

三、尺寸调控的形变机理

单晶硅在微米尺度的塑性，揭露了金刚石结构半导体中由尺寸调控的形变机理和位错行为，纳米尺寸微柱的塑性变形以全位错为主，而当微柱的尺寸增加到微米级，由半位错引入的纳米孪晶和层错则变得越来越多（图4）。过去五十年当中，半导体位错一直是研究的热点，因为这种缺陷严重影响了单晶硅的电学特性和机械性能，不同种类缺陷所带来的影响区别很大。传统观念认为，单晶硅当中全位错到半位错的转变是温度调控的机制，而本文观察到了由尺寸调控的新机制，这使得研究人员对单晶硅的形变机理和缺陷行为又有了新的认识。

四、半导体材料加工启示

作为信息时代的主要材料，单晶硅是制造微电子机械系统、光电设备、能源转换器件和生物传感器的重要部件。本文报道的单晶硅，通过表面处理工艺进一步提升机械性能，为生产更加强健和稳定的硅基器件提供了参考和思路。此外，这种新的加工流程对其它半导体材料加工也提供了重要参考，应用前景广泛。

太阳能电池板的发展经历了三个阶段。一阶段是以硅片为基础;第二阶段是基于薄膜材料的太阳能电池;第三阶段目前还在处于概念和简单的研究实验中。在一阶段中，至今太阳能硅体电池板其技术和发展已经成熟，但是单晶硅要求纯度太高，以至于生产成本太高是的人们不惜牺牲电池转换率为代价开发第二阶段薄膜太阳能电池。在基于薄膜材料的太阳能电池板中。薄膜技术所需材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大面积电池的生产，可有效降低成本。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池，其中以多晶硅为材料的太阳能电池优。

太阳能光电转换率的卡诺上限是95%，远高于标准太阳能电池的理论上限33%，表明太阳能电池的性能还有很大发展空间。第三代太阳电池具有如下条件:薄膜化，转换效率高，原料丰富且无毒。目前第三代太阳电池还处在概念和简单的试验研究。已经提出的主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池和热载流子太阳电池等。其中，叠层太阳能电池是太阳能电池发展的一个重要方向。

德国弗朗霍夫太阳能系统研究所、法国聚光光伏制造商Soitec公司、德国柏林亥姆霍兹研究中心携手宣布，他们制造出一款在太阳光浓度为297下光电转化效率高达44.7%的四结光伏电池，创造了新的世界纪录。他们表示，新研究有望大幅降低太阳能发电的成本并为获得转化效率高达50%的太阳能电池铺平了道路。新研制出的四结太阳能电池中的单个电池由不同的III-V族(元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb等)半导体材料制成，这些结点逐层堆积，单个子电池能吸收太阳光光谱中不同波长的光。