光伏封装材料,谁为N型保驾护航?

   发布日期:2024-04-17 00:06:32     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:55    评论:0    

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《全球光伏》原创发布于2023年10月27日

光伏组件质保25年,然而有些组件到不了25年就面临淘汰,其中保护光伏电池组件的封装材料选型至关重要。

1、事故频发,谁之过?

近期接连发生的光伏组件背板失效问题引起行业关注:

☞☞10GW定时炸弹!大批光伏组件面临腐蚀、破损、火灾威胁!

☞☞光伏,凶案再起!

☞☞3A背板失效元凶到底是谁市场上有不同的推测和结论,一个有趣的发现是,此前有检测机构从全国各地抽取了使用3-6年就出现背板开裂的组件做了相关分析,经过系列化学和机械测试,发现最脆弱的区域发生在背板的内侧,而非暴露在空气中的外层,另外检测发现裂纹大多发生在电池片的间隙之间。

调查结果显示,由于背板有一定的透水率,光伏组件在使用过程中,封装材料EVA在水汽和阳光的作用下,在一定的温度下会发生水解反应产生乙酸,背板材料接触乙酸会导致降解,进而出现了开裂。

电池片间隙的EVA受光照较强,所以裂纹大多发生在电池片间隙;在电池背面的EVA封装材料则由于受光较弱,相对于电池间隙的EVA水解较少,故相应裂纹较少。

一个小小的EVA封装胶膜,有可能导致背板开裂、组件破损?

2、胶膜,封装材料选型关键

在光伏组件的构成中,光伏胶膜内与电池片直接接触,起到封装防护作用,保护电池电路不受外界环境干扰;外与背板、玻璃相连,可增强光伏组件的透光性,进而提升组件的发电效率。

(来源:网络)

光伏胶膜对光伏组件的质量起着至关重要的作用,除了背板开裂,由胶膜引发的光伏组件失效问题还包括PID效应、胶膜黄变、脱层以及水汽渗入导致的电池腐蚀等,严重会造成光伏电池的报废,使得组件无法使用,影响组件的性能和寿命。

光伏组件要求持续运行25年稳定可靠,其中封装材料发挥的作用不容小觑。光伏胶膜尽管在产业链中成本占比仅有5%,选型不当却能给整个光伏电站带来巨额损失。

3、由p到n,更严苛的封装要求

目前市场的三种主流胶膜EVA、POE和EPE,由于分子结构及设计的不同,其在水汽阻隔性,电学性能,抗PID性能上均有一定的差异,不同组件技术催生不同封装需求。

不同于十年前,光伏电池技术经历系列变迁,正处于新一轮迭代关口,n型高效电池技术代替PERC逐渐成为市场主流,也对光伏组件封装材料提出更高的要求。

硅片厚度的降低以及多主栅技术的发展要求封装胶膜具备更低克重、更高粘接强度。

此外,n型电池因其材料与结构特点相比于p型电池需使用更多银浆,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,要求封装材料有更低的水气透过率和更高的化学稳定性。

4、如何选型?

由于持续释放酸性的特性,目前n型单玻组件中,EVA依然不能和电池正面直接接触,与EVA相同,EPE同样会释放酸性物质,且没有在n型电池上得到市场的长期可靠性应用验证,为了保证n型组件的可靠性,一些企业会优先选择可靠性较好的POE胶膜进行封装。

与另外两种胶膜相比,POE的优势体现在:

1)不同于EVA分子链有醋酸基团,老化分解会产生醋酸,可能腐蚀栅线;POE分子链均为饱和碳链,交联后的POE分子结构较为致密繁复,化学性能稳定,无极性基团,无醋酸分解;

2)POE胶膜透水率仅有EVA的约十分之一,水汽阻隔能力优异,抗湿热及紫外老化能力强,耐候性能突出,解决了极端气候环境下组件端应用,保障电站长效稳定输出;

3)对比EVA胶膜和EPE胶膜,POE胶膜具有优秀的初始粘接性能、良好的持久保持力,并且耐黄变性能突出,更适合恶劣环境,长期抗PID,耐长期老化性能更加优越。

双POE胶膜搭配下,组件抗PID效果最好

4)相同克重,POE胶膜相对EVA、EPE更厚,更能保护电池受应力冲击,保证组件载荷性能。

随着n型电池技术的普及,POE胶膜越来越受到市场的青睐,双面POE封装n型电池组件也显示出较高的可靠性。总而言之,作为光伏系统的发电核心,光伏组件对于封装材料的选择一定要慎重,避免落入“因小失大”的大坑。

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