波兰研究人员开发背接触VIPV模块 可用于太阳能汽车

盖世汽车讯 据外媒报道，波兰研究团队开发出轻量级双面车辆集成光伏（VIPV）小型模块，具有背接触电芯和玻璃纤维增强复合材料板。该设备以低成本工艺制造，更大的版本计划用于国际比赛的定制太阳能汽车。

（图片来源：克拉科夫AGH大学）

克拉科夫AGH大学（AGH University of Krakow）及其学生团队AGH Eko Energia发布了一项关于轻量级双面汽车集成光伏（VIPV）模块方法的研究，该模块采用前后侧玻璃纤维增强复合材料（GFRC）层。相关论文已发表在社会科学研究网（SSRN）开放获取平台上，旨在促进早期阶段的研究。

克拉科夫AGH大学助理教授Pradeep Padhamnath表示：“此次开发的模块在前后两侧都采用了玻璃纤维增强的板/垫。因此，这些模块具有双面性，使既定面积上的能量输出略微提高。”

制造模块的最大挑战在于设计合适的材料层，以提供光学透明度、强度和灵活性的最佳组合。Padhamnath表示：“虽然我们在论文中只展示了5个堆栈，但基于模拟结果，我们测试了20多个不同的层组合。”

研究人员利用紫外可见光谱仪来测量所制备层压材料的光学特性，并使用光实验室光伏模拟器测试模拟的电流-电压特性。该团队指出，他们能够计算最终的光学特性，但机械特性只能通过实验来测试。Padhamnath表示：“光学上表现最好的层往往机械性能不足。”

研究人员制成五个概念验证模块，利用交错背接触（IBC）太阳能电芯和不同前后层GRCF的重量，以确定重量、成本、太阳能透射率和机械强度约束的最佳组合。

研究人员将两个IBC电芯夹在GFRC板层之间，其中树脂在真空下提取并在室温下固化。这些模块的制备未使用纵梁或层压机。前面的GRCF垫层和背面的另一层斜纹玻璃纤维增强复合织物（TW-GRCF），前面的重量范围为50-150 g/m2，背面为150-450 g/m2。以厚度为3.2 mm、重量为7200 g/m2的标准PV玻璃为参考。所有原型都采用相同的封装膜。

在进一步的测试中，研究人员选择前面50g/m2 GRCF和后面250 g/m2 TW-GRCF的堆栈。该团队指出，进一步开发更温和的剥落工艺（或剥离工艺自动化），有助于使用重量较轻的GRFC材料。

另一方面是检查末端连接器材料，比较铝（Al）、铜（Cu）和镍（Ni）连接器的性能。电致发光（EL）和电流电压输出（IV）测量表明，镍合金的相对退化最低。该团队表示，在铝模块中观察到裂纹，但在使用铜或镍连接器的模块中未观察到裂纹。

Padhamnath表示：“下一步是扩大规模并制造大型模块，以便集成到车辆中。Eko Energia团队正利用他们在大学的制造工厂从零开始建造车身。我们拥有可以在制造过程中将模块集成到车身/表面的设计和概念。”

模块退化测试在新加坡国立大学（NUS）的新加坡太阳能研究所（SERIS）进行。