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光伏组件封装技术(光伏材料技术革命)
作者:管理员    发布于:2021-03-29 14:59   文字:【】【】【
  光伏组件封装技术
  本文主要从玻璃、EVA、背板、边框四种要害原资料下手,对其选材、特色、效果、工艺、检测、开展趋势几方面进行论述,以其对光伏组件的技能研讨供给必定的参考。
  1玻璃
  玻璃位于光伏组件正面的最外层,在户外环境下,直接承受阳光照射,并隔绝水气、杂质等。一般的光伏组件运用的玻璃为镀膜钢化玻璃。钢化玻璃是将玻璃加热到挨近消融的温度,一般在600℃-650℃时处于粘性活动状态,保温必定时间,然后通过快速冷却即淬火,使玻璃内部产生很大的张应力,尤其是玻璃外表。张应力存在于玻璃内部,当玻璃破碎时,能使玻璃保持一体而不会碎裂,通常钢化玻璃很难被外力正面击碎,而因为张应力的原理,使得钢化玻璃在接触尖锐物理碰击或许磕碰边角时很简单碎裂。这在生产和运用过程中要尤其注意。
  1.1钢化玻璃的优点
  钢化玻璃的强度比一般玻璃高,抗冲击强度是一般玻璃8倍左右,抗弯的强度是一般玻璃的4倍左右;安全功用很好,即便破碎也无尖锐的小碎片,很大的下降了形成人身损伤的风险;耐急冷急热的性质有所进步,可承受上百摄氏度的温差改变,这对防止因为高热引起的炸裂有很好的效果。
  1.2钢化玻璃的缺点
  不能再进行切开和加工。钢化在生产前就需求对玻璃进行加工至需求的形状,再进行钢化处理。这就形成一旦钢化玻璃成型就很难再加工,因而钢化玻璃对生产合格率的要求很高,否则将极大的添加这一重要原资料的生产本钱,从而影响组件的价格。
  钢化玻璃在温差改变大时会自爆,一起因为外界环境的要素,钢化玻璃自身存在必定的自爆概率。自爆由两种根本类型,一种是“蝴蝶斑”式自爆,即沿碎裂纹理找到碎裂中心处有相似蝴蝶翅膀一样的结构;另一种就是结石自爆,形成内部向外爆裂开来的圆孔装中心结构。给予以上两点外观特征,就能够断定钢化玻璃是自爆还是外力引起的。
  1.3玻璃镀膜
  玻璃镀膜的增透原理为光在从一种物质进入另一种物质时,只要密度不同,就会产生折射和反射。光从折射率较小的物质入射到折射率较大的物质外表时,反射光产生方向改变。基于此能够添加光线的透射率。钢化玻璃的镀膜工艺有浸泡法、喷涂法、蚀刻法、辊涂法等。
  1.4光伏玻璃的检测
  光伏玻璃的检测内容包含外观、尺度、弯曲度等一般功用;太阳光直接透射比、含铁量等光学功用;抗冲击功用、内应力、耐热功用等安全功用。光伏组件的玻璃开展趋势是超薄玻璃,具有重量更轻,厚度可选、透光率稍微上升的优势,但存在波形度变大、钢化颗粒数不合格的难题。高增透玻璃,具有透光率更高的优势。双绒面玻璃,具有透光率更高,漂亮的优势。
  2背板
  光伏组件背板的结构由基材的双面加功用层组成。光伏组件背板通过自身优秀的物理功用、耐老化功用、隔绝空气和水分的功用,绝缘功用使组件成为一个有较好物理机械强度的全体并且内部结构长期不受外界有害要素影响。从而对太阳能电池组件供给维护和支撑。此外,因为加工工艺的要求,背板还要在层压时与EVA牢固粘合,还要与粘结接线盒的硅胶牢固粘合,自身两层EVA消融要彻底融合。
  2.1背板不同结构的优缺点
  (1)双面氟膜背板:绝缘性好,但与EVA粘结有好有坏,制形本钱也毕竟高。运用Tedlar,粘结氟膜的粘合剂老化后,氟膜分层、起泡、鼓包、黄变等。
  (2)单面氟膜和PE背板:本钱低、制作难度小、与EVA粘结力强。可是此种背板正面绝缘功用差,正面PET基材直接暴露在日光下,耐老化功用差,简单呈现黄变等问题。
  (3)PET/PE背板:本钱最低,与EVA粘结力强,制作简单。可是此类背板不耐老化。
  (4)双面氟涂层背板:本钱较低,颜色较多,绝缘性也好,但与EVA粘结有好有坏,外表粘合性不稳定。
  2.2光伏背板检测
  光伏背板检测内容包含物理功用(拉伸强度、伸长率、收缩率);绝缘隔绝功用(局部放电、击穿电压、水分透过率);耐候功用(紫外老化、湿热老化);粘结功用(和背板的剥离强度);交联度(EVA之间的粘接强度)。EVA虽然对PET基材和EVA胶膜粘合性好,但对PET维护差、抗紫外功用差。PE膜也会有同样的问题。在电池组件中硅片的空隙中,紫外线通过EVA直接照在背板上,如果是PE或EVA下面直接PET,背板全体抗紫外老化的才干就会下降许多,从而导致鼓包、变黄的问题,并终究导致光伏组件失效。背板开展趋势向是具有高可靠性、轻量化、分布式光伏配套功用、价格更低化等特色的方向开展。
光伏组件
  3EVA
  光伏电池封装胶膜(EVA)是一种热固性有粘性的胶膜,用于放在夹胶玻璃中心(EVA是Ethylene乙烯Vinyl乙烯基Acetate醋酸盐的简称)。
  因为EVA胶膜在粘着力、耐久性、光学特性等方面具有的优越性,使得它被越来越广泛的应用于电流组件以及各种光学产品。固化后的EVA能承受大气改变且具有弹性,它将晶体硅片组“上盖下垫”,将硅晶片组包封,并和上层维护资料玻璃,基层维护资料。
  EVA是一种热融胶粘剂,常温下无粘性而具抗粘性,以便操作,通过必定条件热压变产生熔融粘接与交联固化,此刻简直彻底透明。与玻璃粘合后能进步玻璃的透光率,起着增透的效果。
  EVA检测内容:外观查验、厚度查验、透光率查验、交联度查验。其中,交联度检测数据将直接反映组件封装的可靠性。
  EVA开展趋势:国产化、贱价、高增益性、多样性等。
  4边框
  光伏组件边框能够起到固定、密封太阳能电池组件、增强组件强度,延长运用寿命,便于运送、装置的效果。通常选用铝材制作。吕边框外表有抗氧化处理,工艺有阳极氧化、电泳、粉末喷涂、PVDF、喷砂等几类。
  边框的检测包含:抗拉强度、延展性、耐盐雾腐蚀性、耐氨气腐蚀性、弯曲度等。边框未来开展的趋势包含塑料边框,具有更轻质化的优势。异形边框,具有个性化定制、习惯多种装置条件的优势。
  5组件质量的把控
  以上分析了组成光伏组件的重要原资料的相关内容,那么关于全体组件在封装成后,怎么把控质量与技能呢?这就会呈现各种各样的问题。目前,组件质量的把控才干,主要通过样品的测验成果来反映。
  组件的发电量会依据承受的辐照度呈现不规则线性改变。通过低辐照度下电功用测验,能够有效了解产品是否适合在日照条件较差的区域运用。
  因为组件老化、缺点或许环境遮盖会导致过热现象。通过热斑测验,能够确认组件耐热斑热效应的才干。
  在温度较高区域简单呈现因为接地条件差异和电势差导致的功用衰减。通过PID电致衰减测验,能够研讨组件及体系电势对组件功用衰减的影响。
  在确保零部件可靠性的一起,组件的密封功用将直接影响封装在组件的运用寿命。通过EVA剥离强度丈量,定量丈量组件封装强度,可有效避免因封装工艺的缺点导致的损失。
  无论封装技能怎么开展,都必须确保玻璃与EVA之间的剥离强度不能低于40N/CM。否则,组件的可靠性将成为最大的问题。
  6结语
  在以风能、光伏等为代表的新能源大潮到来之际,研制优质光伏技能、控制产品质量,在确保光伏发电量和运用寿命上,优质企业必将上升成为行业界的领导者。到时,“光伏号”列车才干真正驶上良性开展的正轨。
  光伏材料技术革命
  3月8日,保利协鑫发布公告称,公司的10,000吨硅烷流化床(FBR)颗粒硅项目投产后,经过生产经营和下游客户的使用,颗粒硅指标已达到新突破。头尾寿命,尾碳,结晶速率,单位收率和转化效率均处于行业领先地位。
  该公告发布后,引起了资本市场和光伏行业的极大关注。
  目前,光伏发电的上游原料主要是改良的西门子法来制备多晶硅。在FBR粒状硅问世之后,业界专家判断,粒状硅有望在多晶硅制造领域引发一场颠覆性的技术革命。那么FBR颗粒硅是什么样的工艺和产品呢?与传统多晶硅有何不同?为什么会突然出现?
  光伏产业链中的“硅为王”
  众所周知,光伏产业链具有清晰明了的产业链,包括硅材料,硅晶片,太阳能电池,模块和应用系统。其中,硅材料和硅晶片处于光伏产业链的上游。
  硅材料连接不仅对制造和研发有很高的壁垒,而且具有巨大的资本投资。同时,硅材料的价格和质量在光伏发电的成本和效率中也起着至关重要的作用。
  近年来,光伏产业的发展势头越来越猛。到2020年,我国新安装的光伏容量将达到48.2GW,同比增长60%。在终端市场的推动下,在国家法规的推动下,一方面上游硅材料供不应求,另一方面,各种原材料公司正在开发新的硅材料工艺。在这种情况下,粒状硅已逐渐进入人们的视线。
  硅材料是多晶硅,光伏行业所需的多晶硅纯度超过99.9999%。当前,世界上制造商生产的大多数硅材料都使用传统的改良西门子方法,这是最成熟且使用最广泛的工艺技术。
  “改进的西门子方法的主要原理是将石英砂在电炉中融化并还原,以获得99%的工业硅粉,然后将其与四氯化硅和氢气反应以获得三氯硅烷,然后进行精馏,净化和高温还原。一系列技术工艺,例如废气回收,最终生产出棒状多晶硅。”保利协鑫研究院副院长,江苏中能硅业副总裁姜立民说。
  FBR法粒状硅也是多晶硅,但与西门子法多晶硅相比,粒状硅看起来仅是绿豆的大小。从2010年开始,中能硅业开始自主研发粒状硅技术,通过收购海外资产,终于实现了粒状硅的量产。
  “GCL-Poly粒状硅是通过原始的硅烷流化床方法制造的。原料三氯硅烷被歧化以获得硅烷。硅烷在流化床中分解以获得粒状多晶硅。单程转化率可以达到99%。减少了尾气的回收和精馏环节,反应温度仅为西门子的60%。可以连续生产,并且大大降低了能源消耗和成本。”姜立民告诉记者。
  据报道,下游硅晶圆制造商获得传统多晶硅后,需要对其进行压碎,清洁和提拉单晶。粒状硅不需要被压碎和清洁。它可以直接进料以拉出单晶,并具有良好的流动性。与传统的多晶硅相比,多晶硅更适合于新一代的连续式切克劳斯基工艺。