上周因为太晚,只写了了材料篇的一部分。承蒙管理员抬爱,转发为文章并在业内推荐,今天抖擞精神,继续我的PID Free之旅。 在继续码字之前,先对大家抱一抱拳:我的帖子只代表我个人的粗浅理解,并无针对任何人、任何公司之意。所引证或褒奖或批判的线索均来自朋友圈的讨论、互联网的信息,其中不免对某些材料或方法或公司的信息一知半解,甚至误解曲解。感谢管理员转告的信息和热心朋友的邮件,请熟悉的同行多多指正,加以补充,一起探讨。可跟帖直接回复,或私信,或邮件我。
上回书谈到组件抗PID的部分材料解决方案。在所述及的电池、镀膜、封装材料如EVA、硅胶、聚烯烃、离子型聚合物等中,电池自然是辩证法的内因,起决定作用。对电池做改造自然是万法的根本。只是光伏最早的研究就是从电池开始,在电池为大的光伏行业中对电池的任何一点技术革新都已经是非常困难,或者是牵一发而动全身,故而行业的矛盾便转移到辅材的解决方案中。 辩证法也告诉大家,辅材解决方案只能是外因,起辅助作用,帮助减少或减缓PID的发生,而且其功能需要平衡。如有研究说电池片表面的镀膜可以改变光的折射率,当折光率大于2.2(也有说2.12??)时,PID很难产生,但折光率提高后与玻璃的折光率、封装材料的折光率差距更大,电池效率就会受到影响。 EVA降低VA含量可以减少水解发生,减少导电离子的数量,但VA过低也会有副作用。瑞阳的专利报告201310101497中提到其采用EVA掺用聚烯烃弹性体的方法来提高体积电阻率,听来很有道理。陶氏等推的POE只是聚烯烃材料,没有VA含量,PID测试中漏电流几乎为零,但为使POE能用在光伏组件,不得不在原本体加入以直链分子为主的聚乙烯(PE)以提高熔点到100℃以上。但PE的引入导致体系容易在交变的温度循环中逐渐结晶而使透明度缓慢下降。POE-PE的分子重排温度低于光伏组件的最高工作温度,在日夜交替的循环温度变化下,透光率是否还能长期保持尚无实验数据的支持。瑞阳EVA中的POE成分对光学性能影响如何,有资料的朋友请补充一下。 有机硅的引入也大大降低了漏电流,但有机硅折光率比EVA还低,由此造成的功率损失是否能被其紫外波段的光电转化所弥补,几大有机硅巨头很少提及。也看到过信越的资料称其有机硅折射率和EVA差不多,但提高有机硅折射率如果靠的是苯基硅树脂,其成本肯定不低。更何况现在高透EVA已经被很多厂家在试用/使用(尽管对高透EVA的长期老化性能尚有争议)。 还有一种被光伏广泛应用的封装材料未被提到:PVB - Polvinyl Butyral的简称,中文名称是聚乙烯醇缩丁醛。因为它用在传统双玻薄膜组件更多,晶硅体系中很少采用它做封装材料的。但当PID无解时,对它的研究也不少。只是从其名字就知道它是个很容易水解的材料,从所看到过的报道看,其PID之差只比传统的EVA更严重。不过Kuraray株式会社日前在PVSEC上推出新型PVB材料,号称不象目前的密封材料随着时间延长而很容易降解,新的PVB膜具有很强的抗电势差诱导衰减(PID)。
回顾了上篇中谈到的各种材料,再来说说光伏玻璃。 光伏玻璃在PID漏电流通道中是一个重要环节。除非EVA脱层或水解过度导致漏电流沿脱层或EVA本体传到铝边框,如果玻璃中没有漏电流通过,恐怕PID很少会被人知道。 什么样的玻璃是不导电的?难道一定得是石英玻璃吗? 玻璃是由硅酸钠等无机物制备的,其制备过程中不可避免地有大量的金属离子,钠、钙、镁、铁等等。有文献报道,在高温高湿情况下硅酸盐玻璃表面会有碱析出,主要成分是Na2O。尽管光伏玻璃行业不断地推出超白、低铁等概念,一个“低”字将成本与质量概括得淋漓尽致。很多试验证明,如果用石英玻璃(不仅透光率好,金属离子含量极低)封装组件,在PID试验中几乎观察不到PID现象的发生。当然,用石英玻璃来做组件,这是句玩笑话吧。
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