朱静燕 邹帅2) 孙华† 苏晓东‡

1) (苏州大学物理科学与技术学院, 江苏省薄膜材料重点实验室, 苏州 215006)

2) (苏州阿特斯阳光电力科技有限公司, 苏州 215129)

晶硅光伏组件的工作温度严重制约着电池效率及组件寿命的提升, 因此光伏冷却研究具有重要意义.通过将纳米结构引入主流光伏组件的高分子背板, 从而获得具有增强热传导及热辐射特性的直冷背板, 已成为新一代光伏冷却技术的发展趋势.本文聚焦于组件背面的散热特性研究, 联合能量平衡方程及光学模拟, 分别计算了三种典型环境温度下标准背板与直冷背板的热学功率及降温效果.计算中采用主流商用硅电池的结构参数及封装方式, 详细讨论了背板的传热系数与发射率增强对光伏组件热学过程及工作温度的影响.以期为光伏组件直冷背板的设计与制备提供方向.

1 引 言

晶硅太阳电池具有优异的光电性能及相对较低的制备成本, 在当今光伏产业中成为商用主流.通过不断引入新的物理效应与制备技术, 晶硅电池的产线效率得以逐年提升[1,2].从基本机制上看, 晶硅电池的光电效率是电池的光、电、热等性能的综合体现.其中, 电池的温度效应对其工作效率及寿命具有着不可忽略的影响.理想条件下, 每升高1 K 温度, 晶硅太阳电池的最大输出功率将下降0.4%; 若计及更多实际因素(例如热斑效应), 则其温衰特性可达到0.65%/K[3].同时, 温度升高也会加快封装层老化速度, 缩短电池寿……