纯POE胶膜:光伏组件封装的王者!
近年来,光伏职业的快速开展,特别是组件制作的更新换代,带动了相关工业不断晋级优化,封装资料便是其间之一,双面双玻组件销量的快速上升,就带动了光伏胶膜从EVA胶膜晋级为POE胶膜。
尽管EVA一统光伏胶膜商场多年,为了习惯双面双玻组件商场承受度逐年进步的商场需要,也是为了满意新式电池技能的封装要求,纯POE胶膜应运而生,通过多年在产线上的运用和实证查验,纯POE胶膜获得了商场的认可,市占率逐年上升。
但部分纯POE胶膜在工艺窗口和出产功率上不如EVA胶膜,使得组件制作商期望能有别的一种封装资料来协助他们进步出产良率,EPE(EVA/POE/EVA)这种特别资料的胶膜应运而生,尽管EPE胶膜的功用还缺少实证的验证,但由于工艺上的优势,依然获得了必定程度的认可。
但咱们说,纯POE胶膜才是封装资料真实的王者,为什么呢?
EVA和POE的差异
实质上来说,EVA胶膜和POE胶膜实际上是彻底不同的两种高分子资料,现有的EPE产品仅仅是简略地将两者共挤出在一同,这种出产工艺意味着必定的质量危险。
如下是光伏级EVA和POE资料的首要功用比照:
上表展现的功用中,分子极性的差异使得EVA和POE资料对助剂的吸收程度和速率有明显不同。
玻璃化转变温度的差异,也会使得在环境温度低于零下20度的时分EVA硬化,与此一起POE依然保持着弹性特征。
而水汽透过率的差异也会使妥当EVA和POE结合的时分,水汽简单富集在两个资料的界面。
所以,EPE封装胶膜,根本无视了这两个资料之间的实质不同,在各个维度上都会产生必定的质量危险。
EPE产品的危险点
榜首、厚度操控危险:
在EPE胶膜出产过程中的一个要害目标便是三层厚度的操控能力。资料的流动性匹配还有设备精度与厚度的操控联系密切。
流动性的联系在于,EVA和POE的流动性要彼此匹配后才干在挤出模具中构成完美的三明治结构,而流动性和资料的熔融指数、设备温度、挤出压力等有比较复杂的联系,恣意一个要素的动摇都会带来厚度管控的危险。
特别POE原资料由于供给问题,当胶膜厂家不能收购到熔融指数相符合的POE粒子,而不得不调整现已老练的工艺参数,加之EPE的厚度无法在线监测,使得EPE胶膜的质量稳定性更让人忧虑。
第二、助剂搬迁危险:
如前所诉,EVA和POE在交联速率上的固有差异,使得配方规划时需要在两种资猜中引进不同份额的功用助剂。
对立的是,不像纯的POE胶膜或许EVA胶膜,交联配方参加今后不会随时刻而产生明显改变。EPE胶膜出产完结今后,由于EVA的极性特征和大部分助剂愈加彼此兼容,这就使得其间的EVA层将会不断吸收POE层中的有用助剂。
所以现在EPE胶膜的保质期都比较短。可是,即便在保质期内,不同的环境温度、存储条件、运送条件等都会对助剂搬迁产生不稳定的影响。
出产出来的EPE胶膜,与组件厂终究上线运用的EPE胶膜将产生无法监控的差异。这种差异现在缺少系统证明其危险程度。
第三、脱层危险:
EPE胶膜的脱层首要来自于两个方面。榜首,助剂搬迁今后,POE的交联速度变慢,层压工艺使得EPE胶膜中的POE被两边的EVA挤出,然后产生脱层危险。
左图为1:2:1的EPE层压前厚度。 右图为其层压后,厚度变成1:1:1。显现POE和EVA交联速度在不匹配的情况下(配方不老练或许助剂搬迁),层压前后POE厚度将有明显差异。
别的一个便是长期老化过程中,各种物质在两种资料层间的富集,使得界面粘接强度越来越弱,引发脱层危险。
由于EPE胶膜存在着以上的危险,使得越来越多的光伏电站终端客户都清晰指定所用组件要选用纯POE胶膜封装。
POE在新电池技能中的优势
EVA胶膜作为光伏组件封装资料,是上个世纪八十年代开发完结的。跟着晶硅光伏技能的不断进步,对封装资料的要求也日渐进步。POE作为下一代的封装资料现已隐约有替代EVA的趋势。具体表现在:
榜首、N型TOPCON技能。N型电池正面银浆内含其他金属成分,会导致电气腐蚀电池正面银铝细栅线,构成电池片周围EL栅线发黑和功率衰减现象。这就要求封装资料要有更低的水气透过率和更高的化学稳定性。这方面纯POE胶膜明显优于EVA胶膜或许EPE胶膜。
第二、低硅片厚度和SMBB。迫于本钱的压力,硅片厚度和银浆单瓦耗量这几年一直在下降。现有N型电池技能,不管TOPCON仍是HJT,假如要量产的话,减薄硅片厚度和运用SMBB(超多主栅线)是必定的降本之路。
这些改变对封装胶膜提出了低克重的需求,而POE一方面在密度上比较低,相同单位克重的POE胶膜比EVA胶膜厚了近10%。另一方面,由于EPE胶膜中的POE是抗PID衰减的中心,在下降EPE胶膜的厚度时,不能三层一同减薄,所以纯POE胶膜具有更多的下降厚度空间,然后使得其具有本钱和功用上的两层优势。
EPE在等份额下降厚度的一起,其抗PID功用将明显下降
第三、钙钛矿电池。由于钙钛矿电池惧怕高温,其组件需要在较低温度下层压封装。传统的EVA胶膜有必要在140度左右的温度下进行交联,然后约束了其在钙钛矿电池下的运用。而POE资料能够选择一类特别的粒子商标,加以配方上的规划,构成热塑性的POE胶膜。而热塑性POE胶膜在层压过程中不必产生交联反响,在120度就能完结组件的层压。
纯POE胶膜未来开展方向
现在的组件制作商对纯POE胶膜的首要顾忌点在于工艺上的滑移问题和POE粒子的供给约束上面。
方向一,关于纯POE胶膜的滑移问题,十分清晰的原因是其间添加剂分出构成的,而不是POE资料自身的问题。添加助剂相容性是纯POE胶膜配方一个亟待解决的方向。
多年来,祥邦科技依托3M公司的研制系统,对纯POE胶膜防滑的问题已有明显改善。
方向二,开发低克重的出产工艺,一方面能满意组件厂对低克重低本钱的需求,别的一方面,也能够在POE粒子供给受限的情况下,添加纯POE胶膜的供给量。
方向三,POE粒子国产化。POE产生于20世纪90年代初,长时刻被跨国公司所独占。但好消息是,跟着国内企业的生长和国家全体科研实力的加强,咱们现已能够看到,在万华等一批优秀企业的全力攻关下,在未来3-5年时刻内,POE粒子必将完成国产化。到那时,不管是本钱仍是供给都不再成为纯POE开展的约束。
而在国产化POE粒子老练之前,纯POE胶膜将成为各大组件厂开展新式组件有必要抢夺的资源。
小结
由于EPE胶膜在助剂搬迁、厚度操控、降本空间等方面的约束,将无法应战纯POE胶膜的位置。
纯POE胶膜将在光伏电池和组件更新换代中扮演越来越重要的人物。
未来纯POE胶膜将往低克重、防滑移和国产化粒子方向开展。
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