前言

　　晶體硅電池是光電轉化的核心器件，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起來，使它具有滿足用電設備和工業化用電要求的電壓、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，做成組件進行保護。

　　晶硅光伏組件主要分為：

　　常規組件（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（沒有鋁框的常規組件和透明組件）；

　　組件的設計主要考慮三點：

　　物理電學性能

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

　　使用的環境

　　針對組件使用的環境不同，需要特殊化設計，例如：

　　組件用于沿海或海島地區，那么組件需要具有耐鹽霧、防腐蝕的性能。此時，組件需要滿足IEC61701的標準要求。

　　針對農業地區，需要組件具有抗氨氣腐蝕的能力，組件需要滿足IEC62716的標準。

　　性價比最佳化

　　組件的設計需要兼顧組件的性能和成本，使得組件的性價比達到最佳化。

　　透明組件

　　透明組件的用途

　　透明組件根據設計不同，可以得到不同的透光率，所以透明組件廣泛的應用于屋頂及光伏建筑一體化（BIPV）等。

　　實驗設計

　　2.1設計前言

　　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入的標準，材料測試符合性能質量要求，參考標準可以根據原材料的規格書、認證信息，以及工廠根據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、電池片數量、物料價格成本、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。

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

　　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電池片功率數量一定，其它不定，確定最佳性價比

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

　　分析如下：

　　組件透光率Z與組件的面積變化率X之間的關系

　　Z=｛1-（電池片面積*電池片數量）/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，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之間的關系

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

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

　　令：A=電池片+接線盒+條形碼+標貼）/組件瓦數

　　B=其它物料成本/組件瓦數

　　所以，C=A+B（1+X），其中X》0，A》0，B》0，AB均為常數，

　　對組件成本C（元/W）與組件的面積變化率X之間的關系作趨勢圖，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）為坐標軸作圖。

　　根據圖1，圖2，做出組件透光率和成本之間的關系圖3。

圖3組件透光率與組件成本（元/W）的關系圖

　　由圖3可見，在Q點位置，經過原點的直線的斜率最大，即透光率/成本的值最大，性價比最佳。

　　組件透光率與組件成本（元/W）的關系圖，對所有透明組件應該具有普適性。

　　2.3組件透光率、型號一定，電池片功率不定，確定最佳性價比

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

　　C成本（元/W）=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數

　　=電池片/組件瓦數+其它物料成本/組件瓦數

　　令：a=電池片/組件瓦數---定值

　　b=其它物料成本/組件瓦數，由于其它物料成本不變，所以隨著組件瓦數的增加，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系圖

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

　　因此，提高電池片功率，有利于提高性價比。

　　2.4透光率、電池片型號一定，組件大小不定，比較性價比

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

　　成本C=（電池片+接線盒+條形碼+標貼+其它物料成本）/組件瓦數

　　=（接線盒+條形碼+標貼）/組件瓦數+（電池片+其它物料成本）/組件瓦數

　　令：a=（接線盒+條形碼+標貼）/組件瓦數

　　b=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數

　　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，電池片數量不同的情況下，大組件性價比（透光率/成本（元/W））高于小組件性價比。

　　2.5透光率、尺寸、功率相同、比較單多晶組件性價比

　　當單晶和多晶組件的尺寸、透光率、功率相同的情況下，由于多晶的價格低于單晶的價格，因此，多晶組件的性價比高于單晶組件的性價比。

　　結語

　　任意透明組件，當電池片規格數量一定，隨著組件尺寸的增大，透光率將增大，成本相應增加。以透光率與成本（元/W）為坐標軸作圖可以得到最佳的性價比的點。

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

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

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

　　常規組件

　　常規組件的原材料必須符合材料符合組件工廠材料導入的標準，材料測試符合性能質量要求，參考標準可以根據原材料的規格書、認證信息，以及工廠根據IEC61215或UL1703演化而來的原材料測試?；蛱厥庖蟮模玑槍ρ睾５貐^或海島，組件要滿足防鹽霧IEC61701的標準要求。針對農業地區，組件需要滿足抗氨氣腐蝕IEC62716的標準。

　　常規組件的性價比：成本/功率即元/W。

　　電池片數量一定，組件尺寸一定，隨著電池片功率的增加，組件的性價比增加。

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

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

　　無框常規組件

　　性價比（元/W）規律與常規組件相同。

　　無框透明組件和雙玻組件

　　性價比（透光率/成本（元/W））規律與透明組件相同。

　　組件圖紙設計及實驗流程

　　以上組件在進行性價比的規律確定后，進行實際設計及實驗。

　　如圖5所示：

　　結論

　　本文重點分析了常規組件、透明組件、無框組件（常規和透明）、雙玻組件的設計流程中的前期最佳的性價比設計，該設計中充分結合了成本的核算。

　　當最佳性價比設計設計完成后，進入后續的常規流程即：原材料檢測、工業設計組件的圖紙、整理BOM表、制作組件、對組件樣品進行相關的IEC/UL標準實驗檢測、小批量實驗、價格制定、認證宣傳、正式量產。

　　可以根據客戶的定制，定制的組件可以參考最佳性價比的設計，進行對比。