鉅大LARGE | 點擊量:2042次 | 2020年04月14日
太陽能電池背板涂料解析
太陽能光伏組件重要由玻璃蓋板、熱熔膠膠膜(EVA)、電池片、背板、接線盒和邊框等組成。由于背板對電池片起支撐和保護用途,且背板作為直接與外界自然環(huán)境大面積接觸的封裝材料,其性能的好壞直接決定了光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命,背板必須具備優(yōu)異的絕緣性、水汽阻隔性和耐候性等,因此背板生產(chǎn)及測試技術的發(fā)展進步對太陽能光伏組件的影響將十分重要。
現(xiàn)有的背板重要是以PET為基板,在其單面或雙面復合或涂覆具有功能性的氟材料,從而使背板具有良好阻隔、耐候及絕緣性能,不同背板類型其功能性差異較大,因此選擇價格合理、質量性能優(yōu)良的背板對組件廠商生產(chǎn)合格、性能優(yōu)良的太陽能光伏組件就顯得尤為關鍵。圖1給出不同類型背板市場應用變化趨勢。
圖1全球太陽電池背板份額占比變化趨勢圖(含氟PK非氟)
從圖1中可看出,隨著太陽能電池背板技術的發(fā)展,2013年全球含氟背板和非氟背板的比例達到8:2,2014年預計將達到9:1,氟材料背板應用占比將越來越大。氟材料中由于氟元素電負性大,碳氟鍵之間的鍵能非常強,加之氟材料結構中分子排列緊密、剛硬、平滑,使氟材料表現(xiàn)優(yōu)異的耐候、耐熱、耐溫及耐化學品等性能,可滿足組件在戶外長期使用的要求,是目前市場上背板中重要的支撐材料之一。
1、含氟復合型背板
含氟復合型背板現(xiàn)重要含TPT、KPK、TPE和KPE這四種類型。含氟復合型背板是在背板的單面(TPE和KPE)或雙面(TPT和KPK)復合氟膜,屬于第一代背板。因成本壓力,自2008年后,TPT、KPK內層用PE\EVA等非氟材料替代,制成單面含氟復膜背板,稱之為TPE和KPE,該類型背板受光面為不含氟膜,用其他烯烴聚合物或PE、EVA等材料替代,由于光照面無含氟材料進行保護,組件在使用過程中很容易在紫外等環(huán)境下使PE、EVA分解,組件背板進行加速UV老化測試,并通過金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)KPE/TPE內層E層有明顯的微裂紋(圖2),組件背板很快出現(xiàn)變黃、脆化等老化現(xiàn)象,嚴重影響組件的長期發(fā)電效率,雖然單面含氟背板具有成本上的優(yōu)勢,但由于其自身固有的缺陷,其很難適合組件封裝長期要。
圖2KPE/TPE內層E層加速UV60Kwh老化后金相顯微鏡照片(500)
另外,該類型雙面復合型背板由于其氟膜制造成本較高,且目前仍受少數(shù)國外公司市場壟斷,加之單面和雙面含氟復膜都存在復膜與PET基板或EVA之間的粘結問題,復膜層與PET之間是通過膠粘劑實現(xiàn)粘結,由于膠粘劑與PET和PVF(或PVDF)間的浸潤性不同,且當前膠黏劑固化均是通過整卷熟化方式,存在較大不確定性,因此長期使用出現(xiàn)分層現(xiàn)象的風險較大,給下游廠家造成了巨大的成本壓力和技術瓶頸,影響組件長期可靠性?;诖耍瑥秃闲捅嘲寮夹g正在被其他新技術所取代。
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