常规组件装配结构：高分子材料如EVA等在户外自然条件下老化的主要诱因是水气、热、氧气和紫外辐射，在老化过程中伴有光氧老化、光热老化、水解作用三个互相作用的过程，其中水气起了很大程度的催化剂作用，而双玻组件由于采用玻璃背板，因此能有效阻隔水气渗入组件内部，从而大幅度缓解EVA材料的老化，使得老化过程几乎不会释放醋酸，也就不会产生小分子气体，所以双玻组件具有非常高的可靠性。
设计原理：以60片电池组件为例，组件内部电池矩阵布局为6列10行，即每列有10片串联电池，共6列(行业又称为6串)，最后将6串电池串联起来。如果将每片太阳电池等效为一个半导体二极管器件，则可以用等效的电路图来表示其串联情况。
1 .涂锡焊带
1.1作用
晶体硅太阳电池之间连接用的焊带一般采用一种镀锡的铜条，这种铜条根据不同使用功能分为互连条和汇流条，统称为涂锡焊带。互连条主要用于单片电池之间的连接，汇流条则主要用于电池串之间的相互连接和接线盒内部电路的连接。
焊带对光伏组件的功率和使用寿命有重要影响。目前各焊带厂商及组件厂家从电学、光学等多方面进行优化，设计出各种具有低电阻率的不同焊接方式、不同表面涂层、不同表面结构的焊带，力求减少因焊带引起的组件电学损耗，同时进一步提高组件对光学的利用率和输出功率，例如可利用压延等手段在焊带表面形成陷光结构
1.2技术要求
采用普通热镀工艺的焊带，其表面的镀层是不均匀的。而通过电镀方式在表面形成均匀致密的镀层，能在一定程度上增加基材厚度，从而降低电阻；也可以采用特殊工艺在表面形成有陷光结构的不平整表面的镀层。
1.3未来方向
新型的低温焊接工艺是未来的一个重要发展方向。传统焊带需要在高温下才能形成合金，完成焊接过程，但高温会导致电池翘曲，引起隐裂甚至破片，影响组件生产成品率，并可能影响组件功率输出，比如异质结电池(HIT)，其结构中含有的非晶层对温度非常敏感，温度过高会引起电池效率降低。因此，传统的涂锡焊带还需要在环保、低温、光学、电学、力学等方面进一步改善，以实现组件的高功率、长寿命。
2助焊剂
2.1作用
当涂锡铜带暴露于空气中时，表面会氧化产生氧化物，影响焊接效果，因此焊带使用前需要去除氧化物，同时保证焊带表面不会再次形成氧化。行业一般采用液态免洗助焊剂，其主要成分为有机溶剂、松香树脂及其衍生物、合成树脂表面活性剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂、助溶剂、成膜剂等，主要作用是去除氧化物和降低被焊接材质表面张力，并在短时间内扼制氧化反应，从而提高焊带的焊接性能。
2.2风险管理
助焊剂是易燃易爆危险品，有刺激性气味，一般要求保存在防爆柜中。焊带使用之前采用助焊剂进行浸泡，在浸泡和晾干焊带时要注意保持通风
3盖板材料
3.1作用
盖板材料铺设在光伏组件的最上层，具有高透光、防水防潮及耐紫外的性能，有一些组件的盖板材料还具有一定的自清洁性能。在选择盖板材料的时候需要考虑两点：一是盖板材料与黏结材料的折射率匹配，以保证有更多的光照射到太阳电池表面，提高组件效率；二是强度与稳定性，能够长期保护太阳电池。最常见的盖板材料为超白压花钢化玻璃，一些特殊场合也使用有机玻璃或其他柔性透明材料。
3.2分类
3.2.1超白压花钢化玻璃
玻璃是最稳定的无机材料之一，能够在户外使用几十年而不改变其性能，具有很高的机械强度，因此成为光伏组件盖板材料的首选。超白压花钢化玻璃又称低铁压花钢化玻璃，因含铁量低和透光率高而得名，其中压花是指采用压延工艺，在玻璃表面形成一定的花纹，以增加光线的透射率。
超白玻璃的透光率平均在91.7%，但是非超白玻璃平均只有87%。为了进一步提高玻璃的透光率，现在行业普遍采用减反射膜玻璃，通过减反膜进一步减少玻璃对光线的反射，透光率可提高1.5%以上，从而可以提升组件输出功率。
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通常照射到太阳电池表面的光线一部分被吸收，另一部分被反射回去，由于EVA与玻璃绒面之间的内反射作用，电池反射的光线会再次被反射到太阳电池表面，这样就可以增加到达电池的有效光线量，从而提高组件的输出电流和输出功率。绒面形状总体可以分为四角形和六角形两大类型。
3.2.2镀膜玻璃
玻璃材料及结构直接决定了有多少光线能够入射到太阳电池表面，从而影响光伏组件的发电量，因此如何提高玻璃的透光率和减少灰尘对玻璃的遮挡成为行业关注的焦点。若能够减少玻璃表面的光反射，就可有效增加其透光率，从而提高光伏组件的发电效率。
行业通常通过在玻璃表面刻蚀特定结构或在玻璃表面镀一层低折射率的SiO2膜层，以增加透光率。后者因工艺控制简单、折射率可调节性强、非常适合工业化生产，成为光伏行业广泛使用的技术手段。
表面镀膜除了可以提高玻璃的透光率，还可以实现自清洁的功能。在组件实际使用环境中，玻璃表面容易积灰，这会影响组件的输出功率和系统发电量
3.2.3化学钢化玻璃
组件的轻质化需求对玻璃超薄化提出了越来越高的要求，目前出现了低于1mm厚度的玻璃，然而玻璃超薄化带来了力学强度的降低，并且在降低重量、减小厚度的同时，杂质、缺陷以及任何降低玻璃强度的负面因素都会被放大。超薄玻璃如果采用传统的物理钢化工艺是非常困难的，目前大多采用化学钢化工艺。以日本旭硝子为代表的一些玻璃厂家推出适用于光伏组件、建筑材料的化学钢化玻璃，目前厚度能做到0.85mm，尺寸也能满足主流的组件尺寸需要，并且能够实现量产，但是成本还比较高。
4.黏结材料
4.1作用
在选取黏结材料时需要考虑材料的透光率、与盖板材料折射率的匹配、黏结强度、收缩率、拉伸率、抗紫外线性能、耐老化性能和硫化性能等。选取适当厚度的黏结材料有助于提高层压过程中的晶体硅光伏组件良品率和可靠性。
使电池、玻璃和背板黏结成一个整体，不仅能提供坚固的力学防护，还可有效保护电池不受外界环境的侵蚀，
4.2分类
常见的黏结材料主要有EVA、PVB、环氧树脂和POE等，目前EVA占据市场主导地位，其他材料由于工艺、成本等问题，在光伏组件中应用得都还比较少。
4.3国内EVA发展情况
我国早期EVA来源以进口为主，主要来自美国STR、德国Etimex、日本普利司通及日本三井化学等，进口所占比例一度达到80%以上。国内的EVA厂商如浙江化工研究院、杭州福斯特、诸暨枫华等虽然起步较早，但规模较小，主要为用于西部牧区及海岛等地的小型离网电站系统提供组件封装材料。2005年前后，随着国内光伏产业的快速发展，国内EVA生产发展迅猛，步入规模化量产时代，加上成本优势，很快获得大规模应用。目前以杭州福斯特、上海海优威、常州斯维克、江苏爱康、南京红宝丽等为代表的国产EVA已经占了我国80%以上的市场份额。
4.3其他黏结材料
4.3.1液态有机硅胶
这种封装材料具有很好的透光率，能够有效提高组件的转换效率，还具有高憎水性、高化学稳定性以及极低的吸水性，可以保证组件具有可靠的密封与绝缘性能；除此之外，有机硅胶对各种基材也具有优异的黏结性。
液态有机硅胶并未得到大规模应用，因为其封装工艺与现行设备兼容性不好，且存在良品率低、材料本身内聚破坏力低等问题。目前行业里有比亚迪等企业一直在坚持研发有机硅胶组件，其质保年限据称可达50年。
4.3.2 PVB胶膜
工艺复杂，并未大规模使用
EVA相比，PVB的粘接性能好，机械强度高，抗冲击性能也较好，比较适合于建筑用光伏组件；但PVB吸水率高，体积电阻率低，透光率也低，而且层压工艺较难控制。现在经过改良的PVB虽然也提高了体积电阻率和透光率，但是采用PVB进行封装，通常要使用高压釜，相比使用层压机的生产工艺，组件成品率偏低。由于工艺复杂且材料成本高，PVB封装的光伏组件在市场上并未得到大规模使用
4.3.3 POE胶膜
原材料需进口，价格昂贵
相对于EVA在长期使用过程中会有醋酸气体释放，POE的分子结构更加稳定，几乎没有气体释放，并且POE具有更高的体积电阻率和更好的热稳定性、耐紫外老化性。POE最大的优点是其水气透过率仅为EVA和硅胶的1/8左右，能够有效阻隔水气，更好地保护太阳电池。
POE也有缺点，其玻璃粘接能力不如EVA，容易引起界面失效，而且层压时间长，工艺窗口窄，层压过程容易引起气泡，造成外观不良，而且其原材料基本依靠进口，因此价格比较贵。目前国内外公司都在加紧研发和应用POE，如果能够降低成本，相信会有很好的发展前景。
5.光伏背板
5.1作用
光伏组件背面的外层材料称为背板，是光伏组件的关键部件，它将组件内部与外界环境隔离，实现电绝缘，使组件能够在户外长时间运行。组件的可靠性、使用寿命也与背板质量密切相关。背板材料如果失效，则组件内部的封装材料会直接裸露在严苛的户外环境中，引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等，迅速降低组件功率输出和使用寿命，严重的还会导致组件绝缘失效，继而引发火灾和伤亡事故。
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图-常见的光伏背板(涂覆型)的生产工艺流程
5.1导电背板
早期的导电背板一般由PCB厂家采用传统光刻方法制备金属电路，成本非常高，故未实现产业化。最近几年有光伏公司开始用机械或者激光加工的方法制备金属电路，而且可以用低成本的铝箔替代传统的电解铜箔作为金属电路层，大幅度降低了生产成本，新型导电背板开始进入大规模化生产。
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图导电背板示意图(左)和局部连接放大图(右)
5.2玻璃背板
玻璃是无机材料，不会老化，不透水。采用玻璃做组件背板，能够提高组件的密封性、绝缘性、抗PID性以及抗黑线、防隐裂性能，从而大大增强组件的可靠性，为高温高湿和盐雾酸碱地区的光伏组件的背板选择提供了良好的解决方案。一般背板玻璃不需要采用超白压花玻璃，使用普通浮法玻璃即可，双面电池组件宜采用超白压花玻
5.3 PET
PET即聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET主要用于制作背板的中间层，为整个背板提供骨架支撑。PET也可通过改性提高其耐候性，用于制作背板的最外层。PET具有良好的阻隔性、耐热耐寒性、绝缘性、尺寸稳定性。因为其采用双向拉伸的制造工艺，因此机械性能优异。
5.4氟材料
为了使聚合物背板的外层具有良好的耐候性，常选用氟材料作为背板材料，氟材料具有独特的分子结构，其耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等均十分优越。氟元素的电负性大，范德华半径小
6.接线盒
6.1作用
接线盒的主要作用是通过接线盒的正负电缆将组件内部太阳电池电路与外部线路连接，将电能输送出去。
当组件中的某片或者几片电池片受到乌云、树枝、鸟粪等遮挡物遮挡而发生热斑时，接线盒中的旁路二极管利用自身的单向导电性能给出现故障的电池组串提供一个旁路通道。
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6.2发展历史
早期接线盒主要以进口的MC、Tyco为主，价格昂贵，2002年后，浙江人和、苏州快可、常州莱尼、扬州通灵、常州九鼎公司不断突破技术瓶颈，实现了接线盒国产化
6.3技术要求
接线盒直接暴露在空气中，会长期经受风吹雨淋日晒，而且体积小，内部装配件多，这对其耐候性、密封性以及安全性都提出了很大的考验。光伏系统运行过程中，接线盒出现问题也是比较常见的，据不完全统计，接线盒故障在光伏电站的故障失效中所占比例是最高的。
6.4技术趋势
目前传统接线盒的主要功能是输出电流电压和进行组件热斑保护。高额定电流、高防水性、优良的散热性、低体电阻等一直是传统接线盒的改进目标。随着光伏产品应用的不断扩大和深入，行业衍生出一些新的需求，对接线盒提出了智能化的要求，于是出现了智能接线盒(SmartBox)，通过智能接线盒可以对组件进行远程监控和功率优化。
7密封材料
7.1作用
光伏组件的密封材料主要指膏状的室温硫化型硅橡胶(RTV)等硅类密封剂。硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、耐紫外光和耐大气老化性能，能在低至-60℃，高至+250℃的条件下长期使用。经过一定配方调整的硅橡胶固化后，能在日晒、雨雪等恶劣环境中保持25年不龟裂、不变脆并保持较高的强度，因此硅橡胶是用作光伏组件密封粘接的最佳材料。
在光伏组件上常采用硅橡胶作为边框粘接密封胶、接线盒粘接密封胶、接线盒灌封密封胶、薄膜/双玻组件背梁粘接结构胶等
光伏组件在户外长年受到光照、温度变化、刮风、下雨、积雪、覆冰、盐雾、湿气等影响，必须使组件边框与层压件粘接牢固、密封严实，才能保证光伏组件长期可靠工作
7.2技术要求
边框和接线盒用密封胶主要考量粘接和密封性能，一般可以采用相同的硅橡胶；接线盒灌封胶不但要能密封粘接，还要满足电绝缘性能要求；而背梁胶主要为粘接用，要求具有非常强的粘接性能，一般采用有机硅建筑密封胶(俗称硅酮胶)
7.3技术路线
7.3.1密封硅橡胶
密封硅橡胶作为连接边框与层压件的关键材料，能够充分填充层压件与铝边框之间的间隙，固化后可以形成连续密封的高强度弹性胶层，不但能很好地达到缓冲、粘接和密封的要求，而且还能大大提高光伏组件的承载能力和抵抗变形能力。
7.3.2灌封硅橡胶
用于接线盒灌封的硅橡胶通常是双组分有机硅橡胶，接线盒灌封胶主要起到密封、绝缘、散热的作用。接线盒灌封后，内部的氧气可以被胶置换掉，从而可以降低接线盒内部金属端子氧化和腐蚀的几率，同时防止水气接触到带电体，避免组件短路，提高接线盒防护性；此外，太阳电池组件接线盒内部都装有旁路二极管，当组件的部分电池被遮挡时，电流从旁路二极管通过，导致二极管温度大幅上升，相对非灌胶，灌封胶能进行快速散热，不仅能有效避免接线盒过热引发火灾，还能延长二极管使用寿命。
7.3.3硅酮胶
随着光伏发电市场需求的不断增加，开发能便捷安装的光伏组件产品成为行业各公司追求的目标之一，其中通过背梁安装能有效提高光伏组件安装效率。背梁和组件粘接一般采用硅酮胶，它不仅能满足长期的耐老化性能，而且还具有优异的粘接性能。因为组件在户外会受到光照、温度变化、刮风、下雨、积雪、覆冰、盐雾、湿气等外界因素影响，所以硅酮胶对组件、系统的强度和安全有着非常重要的作用。
7.4制定标准
通过具体分析光伏组件不同用胶点的技术要求，对光伏组件用胶进行分类，最终确定了边框密封、接线盒粘接、接线盒灌封、汇流条密封、薄膜组件支架粘接五大类用胶点，并分别制定了技术标准
8组件边框
8.1作用
组件的边框必须具有足够的强度和稳定性，才能保证光伏组件在强风、骤雨、暴雪等恶劣环境下安然无恙，正常工作。此外组件边框必须有一定的防腐能力，以防在高温高湿地区受到腐蚀，影响边框的整体性能。
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8.2发展方向
随着材料技术的进步，未来边框型材有向薄型化和轻量化发展的趋势。一些对安装重量有要求的场合，如屋顶，可以采用薄型型材；在气候条件常年较好的地区，组件的边框高度、壁厚、硬度等指标都可以有所放宽，这不但能降低组件的重量，同时也能降低成本。另外塑料边框也是目前的研究对象之一。
来源：雪球认知探索
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