光伏组件的材料结构

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随着世界能源结构的深度调整,全球步入脱碳周期,全球能源正在向高效、清洁、多元化的方向加速转型,清洁能源的发展已成为影响全球经济及生态环境的重要因素。光伏太阳能作为清洁低碳、环保高效的绿色能源之一,光伏太阳能向主力能源加速转变。光伏封装材料对提升和保证光伏组件的质量起到至关重要的作用,特别是对光伏组件发电效率、功率稳定性、可靠性等方面有着重要的影响。光伏封装材料标准化的推进对研发设计、生产制造、质量管控、供应链管理各个环节起到支撑和引领作用,同时也促进整个行业的发展。

光伏封装材料及其应用光伏封装材料主要包括EVA(乙烯-醋酸乙烯脂共聚物封装胶膜)、POE(聚烯烃封装胶膜)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛封装胶膜)封装胶膜。光伏封装胶膜置于光伏组件的玻璃与太阳能电池或背板与太阳能电池之间,用于封装并保护太阳能电池,是光伏组件的关键材料之一。其主要作用包括:为光伏组件材料起到粘接作用及提供结构支撑;为太阳能电池起到高透光作用及提供最大光耦合;为光伏组件起到物理隔绝作用及提供电气绝缘和水汽阻隔;为光伏组件起到热传导作用及提供优异的耐候性等。由于光伏组件的结构、使用场景及太阳能电池技术路线的迥异(见图1),对于光伏封装材料的选择及应用亦有所不同。图1光伏组件典型的结构及其封装材料应用1.1光伏封装材料之封装胶膜分类光伏封装胶膜作为光伏组件重要的封装材料,随着市场的需求和技术的迭代,衍生出不同特性和满足各种使用需求的材料,由于光伏封装胶膜尚没有统一明确的分类方法,通过对市场上已量产的产品的不完全统计,按其颜色、结构、花纹、材质、工艺和交联方式等划分为6大类(见图2),并分别对其特点进行介绍。EVA胶膜:以EVA树脂为主要原料,通过添加交联剂、硅烷偶联剂、光稳定剂、抗氧剂、紫外吸收剂等多种助剂改性,经熔融加工成型的胶膜。具有优异的透光性及宽泛的工艺窗口,同时由于EVA树脂和助剂均为极性材料,具有很好兼容性和吸收效果。POE胶膜:以POE树脂为主要原料,通过添加交联剂、硅烷偶联剂、光稳定剂、抗氧剂、紫外吸收剂等多种助剂改性,经熔融加工成型的胶膜。具有优异的水汽阻隔性和抗PID性能,但因POE为非极性树脂,容易造成助剂析出。PVB胶膜:以PVB树脂为主要原料,通过添加增塑剂、硅烷偶联剂、光稳定剂、抗氧剂、紫外吸收剂等多种助剂改性,经熔融加工成型的胶膜。具有优异的机械强度。EPE胶膜:EVA和POE共挤熔融加工成型的胶膜。透明胶膜:包括高透型和紫外截止型。高透型可透过全波段太阳光,最大化太阳能的转化效率。紫外截止型具有吸收紫外线的能力,能有效改善因紫外线造成的材料老化。白色胶膜:包括无纺布复合结构和预交联白膜,主要通过钛白粉着色。无纺布复合结构白膜具有良好缓冲作用、防溢胶效果,零深度反射提升功率增益。预交联白膜通过调整初始的交联度来控制溢胶翻白、起皱,良好的反射率。单层结构胶膜:指纯EVA、POE、PVB胶膜。多层复合结构胶膜:指EVA、POE与无纺布复合而成的白膜和EPE共挤胶膜。磨砂型胶膜:正反两面为磨砂无规则型花纹的胶膜,防粘、防滑。棱型胶膜:钢辊面为规则的棱型花纹的胶膜,防粘、防滑,适用高克重胶膜。流延胶膜:采用流延方式加工成型的胶膜,目前光伏封装胶膜主要采用流延工艺加工成型。流延膜柔软性较好,流动性较大,内应力小,收缩率低。压延胶膜:采用压延方式加工成型的胶膜。压延膜力学强度较大,硬度大,内应力大,平整性较好。热固型胶膜:在一定的温度和时间下,通过化学交联反应形成网状结构,产生力学强度和粘结密封作用的胶膜。EVA为热固型胶膜,POE有热固型和热塑型两种。热固型胶膜主要适用于常规晶硅光伏组件的封装。热塑型胶膜:一种非化学交联,无添加过氧化物的热熔胶膜。具有可回收利用、重复加工的特点。PVB为热塑性胶膜,主要适用于BIPV(光伏建筑一体化)光伏组件。热塑型POE主要适用于薄膜光伏组件。公告声明:免责声明:本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请第一时间告知,我们将立即删除,本文只供光伏领域学习讨论之用,无任何商业用途!如有需求、意见或建议,请联系我们aijchina

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