试论太阳能AR玻璃曲线对光伏组件输出功率的影响

纪朋远 唐高山

（东莞南玻太阳能玻璃有限公司 广东东莞 523000）

太阳能AR玻璃能增加太阳光的透射，降低反射，也称为“减反射玻璃”，进而使光伏组件的输出功率增大。近年，已完全代替非镀膜玻璃，一般的单层AR膜具有的透过率在380～1100nm能增大2.0～2.5%，相关光伏组件功率至少可增大2.0%。如果，通过研究透过率曲线和晶硅电池光谱曲线之间存在的匹配性关系，科学的匹配关系有助于光伏组件输出功率的最大化，也有助于提高镀膜工艺的改善和镀膜精细度的提高。为此，下文进行了有关研究分析。

1 分析理论

1.1 介绍晶硅太阳能电池具有的光谱响应特性

不同波长的太阳光的能量不一样，含有的光子数目也不一样，通过光谱响应，对太阳能晶硅电池将不同波长的光能转化为电能的情况进行了反映。晶硅太阳能电池具有的光谱响应范围一般为380～1100nm，响应峰值为800～900nm。地面太阳能电池接受的太阳光辐射通常采用AM1.5太阳光谱。有关研究显示，AM1.5太阳光谱曲线峰值约为500nm，而晶硅光谱的曲线峰值约为900nm，两者并不匹配。所以，为了提高镀膜玻璃电池组件的功率，必须综合考虑AM1.5与晶硅响应光谱曲线。分析AM1.5光谱曲线与晶硅光谱响应的乘积曲线发现，其峰值约为650nm，曲线在500～900nm间具有较高的值而且较平缓，其他范围的值下降态势明显。

减反射膜的折射率一般约为1.30，透过率曲线形态主要由膜层厚度决定。膜层越厚，其透过率曲线的峰值便越移向波长较长端。所以，AR玻璃具有的透过率曲线与晶硅光谱响应和AM1.5光谱曲线的乘积曲线如果具有较好的匹配性，那么相应的组件功率增益也会越高。

1.2 组件理论功率计算公式

根据AM1.5太阳光谱曲线、电池片光谱响应曲线和AR玻璃透过率曲线分布，可理论计算出组件理论功率，计算公式为：

其中：S（λ）为AM1.5太阳光谱辐射曲线；

T（λ）为透过率曲线（奥博泰设备测试透光率曲线）；

η（λ）为电池片响应曲线。

因此，获得太阳能电池光谱相应曲线，AM1.5太阳光谱辐射曲线分布，然后叠加乘积AR玻璃透过率曲线，即可理论计算出光伏组件输出功率。

2 测试组件功率的结果

为了获得AR玻璃透过率曲线影响组件输出功率的具体情况，采用不同的工艺参数制备了3组不同透过率曲线的镀膜玻璃，再和硅晶电池做成组件。之后在标准实验条件下，测试组件输出功率，对镀膜玻璃透光率曲线影响组件功率的情况进行验证。为了避免测试误差，每组制备10片玻璃，如图1所示为每组的平均透过率曲线。

图1中A组为常规透过率曲线，B组和C组为透过率曲线峰值依次向后靠，它们的透过率曲线平移比较明显。

如表1所示为测试以上3组镀膜玻璃组件的输出功率结果。

图1 3组玻璃的平均透过率曲线图

表1 功率测试结果（W）

测试结果显示，随着AR玻璃具有的透过率曲线峰值的向后移动，其组件输出功率的增益也随之增大，其中C组输出功率最高。说明C组的透过率曲线与电池光谱响应曲线和太阳光谱曲线匹配最好，其封装成的组件输出功率也相应的增加。

本文测试组件功率采用多晶太阳能电池，该电池光谱响应曲线与AR玻璃透过率曲线匹配如图2所示。

图2 电池光谱响应曲线与AR玻璃透过率曲线

图2中3组AR玻璃的透过率曲线中A组的透过率曲线峰值范围最靠前，B组、C组的峰值范围依次靠后，但C组峰值范围从600～950nm都高与A组和B组，也与AM1.5光谱曲线与晶硅光谱响应的乘积曲线在500～900nm间具有较高的值匹配性较好，则相应的组件功率增益较高。

3 结语

综上所述，当AR玻璃具有的透过率曲线峰值范围与电池光谱响应和太阳光谱乘积曲线具有的峰值范围相同时，它们的匹配性较好，此时组件具有最大化的输出功率。为了对透过率曲线影响组件功率的情况进行比较，本文采用三组不同曲线AR玻璃和晶硅电池进行了组装，并对输出功率进行了测试，发现镀膜玻璃具有的透过率曲线峰值范围移向红外方向（后移）时，与晶硅光谱响应曲线最高最平稳范围相同时，此AR玻璃与其晶硅电池匹配性最好，其组件输出功率的增加也随之增大。