为热带地区量身打造，更防潮耐用的太阳能模块

　　光伏发电离不开的便是日光，热带地区可以说是日照时间最长的地方，强烈的阳光、充足的日照，似乎这一切都是光伏的“天堂”，因此大家想当然地以为热带地区的太阳能发电效率会更高，然而事实却恰恰相反：由于热带地区高温、高湿，太阳能发电效率反而会降低。

　　从实际案例中，行业专家总结出一个数据：工作在20℃的多晶硅太阳能电池，其输出功率要比工作在70℃的高约20%。相反的，如果某地区光资源条件一般，然而年平均气温较低，则电站整体的发电效率也会大大提升。

　　热带地区年平均气温一般在20℃以上，而光伏组件与许多其他电子设备一样都怕热，随着温度的升高，其光电转换效率也在不断下降（太阳能板是将光转换成电，而不是将热能转换成电能），其功率温度系数一般在-0.4%/℃左右。此时在非热带地区常见的2%、3%的温度损失，在热带地区能够直接翻倍，7%、8%是常事，超过10%也不无可能，这将最终的发电量造成很大影响。

　　相关研究发现，单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低，当电压温度系数为-0.33%/℃时，温度每升高1℃，60片组件的单体太阳能电池开路电压降低120～125mV，太阳能电池短路电流随温度的升高而升高。这里还需考虑一个电池参数（即峰值功率），此参数随温度的升高而降低，当电池安装环境温度每升高1℃，太阳能电池的峰值功率损失率约为0.41%。

　　除了高温，还有其他威胁太阳能板性能的因素，如天气过于潮湿，湿气造成粘胶附着力下降，电池与粘胶出现电极分层状况，电子无法顺利注入而产生暗点、连接器异常等问题。而除了炎热高湿的天气，温差大也是太阳能板性能下降的主要原因，如某些地区烈日当空，白天太阳能板的温度会攀升到 80℃，午夜时分又会降到 15℃。

　　为了充分利用热带地区优势的光照资源，太阳能板如何更加防潮耐用将是一大挑战。近日，加纳夸梅恩克鲁玛科技大学与英国提赛德大学的研究人员，为热带地区设计了一款更加防潮更加耐用的太阳能模块。他们认为新型的背接触（back contact，BC）电极可以解决这个挑战，如选择性雷射焊接的背接面背接触（back junction back contact，BJBC）技术。

　　研究人员认为越薄、越小片的太阳能电池，也比较容易产生裂纹。据了解，在太阳能模块制程中，会用镀锡铜带与银汇流线将太阳能电池串接，组装成太阳能模块，而焊接的质量将影响硅晶太阳能模块发电效率，且随着硅晶圆厚度愈来愈薄，在串焊过程中愈容易断裂。

　　在太阳能模块制程中，首先会把太阳能电池焊上箔条导线，再用焊线将一片片电池串接排列成一组，最后再进入封装程序。只是串焊过程中，焊线会从上表面的负极串接到下面的正极，这时焊线就会扭折，研究人员认为高热会让扭折应力加剧。

　　随着技术的日新月异，新的技术可以解决愈热退化问题吗？研究人员指出，BJBC 的 PN 接面在电池背面，汇流线与细线呈交叉状，而电池也因为电极与接面都在电池背面，面朝太阳的电池面呈纯暗色，能减少正面汇流线与细线的遮光、提高转换效率，也能透过改善制程来最佳化受光表面的钝化效果。

　　由于减少了电池前表面的遮蔽、缩小了组件的非活跃区域，并在互联时降低了串联电阻，因此背接触组件具有转换率较高的优势；从美学上来看，背接触组件相较于标准的组件更为美观；此外，组件制造过程也由于操作中所需处理的电池数量较少而较为缓和，背接触技术被认为是将超薄太阳能电池引入组件生产的方法之一。

　　镭射焊接是一种无接触加工方式，对焊接零件没有外力作用。镭射能量高度集中，对金属快速加热后快速冷却，对许多零件来说，热影响可以忽略不计，可认为不产生热变形或热变形极小，能够焊接高熔点、难熔、难焊的金属，其在电子工业、国防工业、仪表工业、电池工业、医疗仪器及许多其他行业中得到了广泛应用。

　　选择性雷射焊接技术则是将汇流线均匀焊接在电池上，藉此提高稳定性，也能降低焊接接头的机械损伤。区别于一般电池，BJBC 电池中的电流不会经过发射极，因此也不用在粗细线阴影与串联电阻损耗之间抉择。过去曾有研究测试发现，透过省略汇流线和缩短细线长度，可提高 BJBC 太阳能电池填充因子和短路电流密度，有助提升太阳能电池性能。