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丁基胶:彻底解决双玻组件边缘密封

2015-7-21 11:09| 发布者: 有机硅测试技术| 查看: 9706| 评论: 0|原作者: 宋杰|来自: 中国光伏测试网

摘要: 双玻组件由于用玻璃代替了TPT等有机材料背板,使得水汽从组件背板方向的透过率大大降低。更低的水汽透过率给组件带来了多种好处,包括: 1. 封装材料和电池片之间的脱层问题将大大减少; 2. 电池片的水汽污染、 ...
       双玻组件由于用玻璃代替了TPT等有机材料背板,使得水汽从组件背板方向的透过率大大降低。更低的水汽透过率给组件带来了多种好处,包括:

       1. 封装材料和电池片之间的脱层问题将大大减少;
       2. 电池片的水汽污染、电池片表面材料的水汽腐蚀大大降低;
       3. 封装材料的水汽降解大大降低。

       因而,双玻组件的各种耐老化时间都可能延长几倍,组件厂家对30年以上的使用寿命非常乐观。不少EVA封装材料厂商也以双玻为契机,认为如果排除了紫外和水汽的协同效应,EVA的抗降解能力将大大提高,水解程度将被延缓,因而在一定程度上可以降低对EVA抗紫外、抗水解的要求,这对发展高透EVA,提高组件的紫外波段响应成为极大利好。

      在分析一下双玻组件的结构后,持怀疑态度的观点也逐渐形成:双玻组件大多不再需要铝边框作为边框密封,因而夹层边缘的封装材料将直接暴露在空气中于水汽接触。由于中间的EVA材料仍然具有很高的湿气透过率,组件其它的封装材料如硅胶、PVB等等这些密封材料均具有很高的湿气透过率(一般在10—20g/m2.24h,甚至更高),水汽是否会沿着夹层从边缘向中间扩展,是否会比背板阻隔下的水汽透过率更高?由此导致电池的PID效应、EVA的降解更快?

       如何阻隔水汽从夹层间直接渗入EVA成为双玻组件寿命的又一新课题。对此,有人提出将双玻组件面积适当加大,边缘留出更多的空间让这部分EVA形成老化和水汽渗入的缓冲层,也有人在双玻组件边缘再用其它材料做简单密封。这些一方面浪费了更多的材料,其实际意义也很难进行验证。

       从而,一种新型的高阻隔性能的材料开始得到了大规模的尝试和实践 - 丁基胶。

丁基胶密封的由来

       丁基胶的密封性能其实被很普遍地应用在其它行业。众所周知的自行车胎,大家都知道有普通胶胎和丁基胶胎,后者要略贵,但气密性要比普通胶胎高很多。国外光伏技术发展比较早的国家的组件企业除了使用硅胶进行边框密封,也有采用密封性能更好、湿气透过率仅仅是上述材料百分之一甚至更低的丁基密封材料,特别是在薄膜光伏领域,例如美国的Firstsolar,日本的京瓷等,因为铜铟镓硒、碲化镉等薄膜组件因对湿气特别敏感。近年欧瑞康的非晶硅薄膜组件产线也已经将丁基密封工艺标配在其产线里面,例如国内近年引进的几套产线已经有别于前几年国内几家企业引进的非晶硅薄膜产线。

       丁基胶的化学结构中,其不饱和双键比EVA更少,结构更致密,更耐紫外。同样在玻璃下经受阳光直射,从理论上说丁基胶的寿命会比EVA等封装材料更长。

       不同工业的应用经验,各种不同的光伏电池类型在选择封装材料方面都可以互相借鉴,将密封性能更好的丁基材料延伸应用到晶体硅双玻组件上,通过延长组件寿命来增加投资回报,间接降低发电成本,就是一个很好的技术路线,这样的思路其实已经在很多组件厂家试验过,验证过,效果确实非常明显。

丁基胶密封的应用试验

       总结下来,双玻组件+丁基封装的技术依据和优势如下:

       1、已经在国内外铜铟镓硒、碲化镉、非晶硅等薄膜组件上大量应用,各种技术要求和环境要求均经过大量验证,在晶体硅双玻组件上应用,技术上毋庸置疑,工艺上稍作改动即可。
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