一个新的实验室正在发明一些替代方法,用以封装和安装太阳能电池,降低成本,提高效率。
德国弗劳恩霍夫中心的科学家特雷莎·克里斯提安(TheresaChristian)在测试太阳能电池的输出功率,太阳能电池板中的基本装置可吸收光线,并转换成电能。该实验室不设计太阳能电池单元,但制备太阳能电池板,需要知道它们的性能如何,因为一块电池板的输出功率取决于性能最差的电池单元。
一旦电池单元根据功率输出分类,另一位研究员亚当·斯托克斯(AdamStokes)就会把它们串起来,用一个工具焊接扁平的金属条,这种金属条称为母线(busbars),就焊接到电池正面和背面的电触头(electricalcontacts)上。该实验室可以测试不同的方式来连接这些电池,改变母线的数量和类型等因素,然后测量产生的性能,以确定任何额外成本是否值得。
研究人员把一小段太阳能电池夹在玻璃和保护膜中间,这一工艺的设计是为了保持电池干燥。这一电池板足够小,适合装在专用装置中,实验室用这种装置来测试一些新材料,这些材料都是太阳能产业正在考虑采用的。
这是一台大型层压机(laminatingmachine),操作者是丹·道波(DanDoble),他是弗劳恩霍夫中心(Fraunhofer)光伏模块组(pVModulesGroup)组长,在把太阳能电池密封在保护封装内。为了赚回成本,太阳能电池板必须很好地使用几十年,而且经常处在极端条件下。甚至少量的水汽进入电池板,也会腐蚀接触部件,并降低其性能。
这个封装装置可使太阳能电池板承受广泛的温度和湿度水平。它包括德国弗劳恩霍夫实验室发明的一种装置,用充气橡胶球压电池板的表面,模拟一大堆雪的压力。太阳能发电可能会联系到温暖,阳光充足的气候,但一些最大的市场是在白雪皑皑的地方,如德国。
研究人员丹?道波和卡罗拉·沃尔克(CarolaVölker)在把太阳能电池板放低,放进水箱,以测试内部电路的密封有多好。至少有500伏电流通入电路,一根电导线伸进水中,以检测任何漏电。这种测试有助于确定,电池板是否可承受暴露于极端温度和机械压力。研究人员还研究显微照片,以查明是否有损伤。
在大多数太阳能电池板中,都要在包裹太阳能电池的保护性封装上切开一个孔,以连接外部电路。为了加快制造,避免让水漏入,该实验室正在开发一种装置(右),可在电池封装之前安装。黄色小片可以插在一块密封材料和电池之间,并采用标准层压步骤密封到位。设备中伸出来的电缆,要连接屋顶上相邻太阳能板上的类似电缆,然后连接到变频器和电网。在目前的设计中,这是由手工完成,但在未来的设计中,这些设备会集成在一起,让电池板的安装快速又实惠。