廣州市寶力達(dá)電氣材料有限公司總經(jīng)理周樹東
周樹東:大家好,我是廣州市寶力達(dá)電氣材料有限公司。從我進(jìn)入光伏到現(xiàn)在也好幾年了,講講我自己的一點(diǎn)體會(huì),先給大家做點(diǎn)技術(shù)知識(shí)。首先是高分子材料,高分子材料實(shí)際上分兩種,一種叫做熱塑性,一種叫做熱固性,熱塑性實(shí)際上可以軟化和熔化,熱固性是加熱固話之后不能反向恢復(fù)。一般來說聚合物材料都是作為絕緣材料來使用。再講講材料的導(dǎo)電性能和他他們之間的區(qū)別。材料的導(dǎo)電性能分為導(dǎo)體和半導(dǎo)體和絕緣材料。半導(dǎo)體最早做成二極管,他有他的特點(diǎn),一個(gè)是光敏性,可以做成光敏電阻。第二就是光伏的應(yīng)用,然后他還有一個(gè)熱敏性,工作溫度不能高,工作溫度一高電阻力發(fā)生變化,就不能叫做半導(dǎo)體。
再來簡(jiǎn)單介紹一下電子信息與電工裝備之間的區(qū)別,在國(guó)內(nèi)我們一般是講強(qiáng)弱電,強(qiáng)弱電的區(qū)分很簡(jiǎn)單,我們的電是作為能量還是用來作為信號(hào)的一個(gè)表征。電作為信號(hào)的表征比作為能量應(yīng)用要早很多,像我們的無線電波,像我們的電話,因?yàn)殡娮鳛樾盘?hào)并不需要太大的能量,可以通過不同頻率表達(dá)。電力應(yīng)用不一樣,我們電的發(fā)輸配用都離不開我們的裝備。只有等發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、大型機(jī)械技術(shù)成熟以后,那么電才能作為能源真正走進(jìn)千家萬戶。電信是信號(hào)的傳播,電力是能量的傳播。傳輸能量的電屬于強(qiáng)電,不管他電壓等級(jí)多高。對(duì)弱電來講,電流不可能太大,電壓也不會(huì)太高。而且我們的電子元器件是非常驕氣的半導(dǎo)體材料,他只能在電子級(jí)的環(huán)境下生產(chǎn)和工作。對(duì)強(qiáng)電來說則是往高電壓,大功率和更小的體積,效率更高,耐惡劣環(huán)境,生命周期更長(zhǎng)瀨發(fā)展。
從這里區(qū)分我們實(shí)際上可以看到電子和電工實(shí)際上是兩個(gè)世界。光伏電池是半導(dǎo)體材料,而組件是裝備制造業(yè),這個(gè)我引用的標(biāo)準(zhǔn)是我們國(guó)家的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),他是聯(lián)合國(guó)的一個(gè)分類。這個(gè)就是上海自貿(mào)區(qū)引用一個(gè)負(fù)面清單的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這是組件一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖,中間這個(gè)是各種電池片,實(shí)際上電池片跟組件的關(guān)系就像我們電機(jī)中硅鋼片和電機(jī)關(guān)系一樣是元件跟系統(tǒng)之間的關(guān)系。如果說你是硅鋼片的專家,能做好電機(jī)那是不可思議的。
下面介紹相關(guān)的,剛才說了很多標(biāo)準(zhǔn),包括企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),包括行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)或者說IEEE的標(biāo)準(zhǔn),但是我們制定標(biāo)準(zhǔn)或者說是執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,應(yīng)該一定要知道他知其然而且要知其所以然。這里列舉一個(gè)組件標(biāo)準(zhǔn)UL1703,只要是光伏組件廠都非常熟悉的,這里面都是他的補(bǔ)充文件或者是附件。我們的IEC61215也是一個(gè)組件的標(biāo)準(zhǔn),他歸口為IEC TC82光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),國(guó)內(nèi)對(duì)口單位為半導(dǎo)體材料與設(shè)備標(biāo)委會(huì)。由半導(dǎo)體材料的專家來討論絕緣材料及組件,這是我們國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)的現(xiàn)狀。
作為國(guó)標(biāo)背板膜的起草者之一,經(jīng)歷了幾年,去年瑞士IEC的年會(huì)上,我們做的背板膜的國(guó)標(biāo),受到了IECTC15的表?yè)P(yáng)。傳統(tǒng)電工是不管電子這一塊的,從去年開始經(jīng)過幾年的努力,EVA膠膜,Rv提升了一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在今年6月份我去美國(guó)第40屆IEEE的論壇。從微小的電子伏特直接跨越到上百萬兆瓦的能源行業(yè),中間的斷層非常明顯。我的論文已被收錄,由于涉及質(zhì)量、表征、可靠性,他們都表達(dá)了極大關(guān)注。
下面具體講講組件我自己的一個(gè)看法,傳統(tǒng)電工設(shè)備質(zhì)量故障90%是由絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)破壞引起的,對(duì)光伏組件也不例外,大部分都是由EVA膠膜導(dǎo)致。實(shí)際上從剛剛圖可以看到電池片跟組件的關(guān)系,EVA處于防洪第一線,我們要防止電的拋錨滴漏。幾年前德國(guó)的光伏研究科學(xué)家測(cè)到了組件玻璃種NA+的遷移,并給出結(jié)論,由于NA+的遷移導(dǎo)致漏電流的其實(shí)NA+是受EVA漏的電流及直流電路形成的電場(chǎng)極化的雙重結(jié)果而導(dǎo)致。你測(cè)到的是一個(gè)結(jié)果,因?yàn)槲覀冋嬲鲭姽ざ贾牢覀兊碾姽げAЮ锩媸菬o堿玻璃,就可以解釋這一切。PID現(xiàn)象主要表現(xiàn)為電化學(xué)腐蝕,極化及離子遷移,根本原因是EVA膜中的雜志導(dǎo)致,不考慮電池片因素,如隱裂等等。
剛剛很多專家介紹了熱斑,大家都說是遮擋、掩蓋而導(dǎo)致,實(shí)際上背板膜和電池片之間也可能出現(xiàn)熱斑,那是不存在任何遮擋。熱斑的出現(xiàn)就跟我們電線電纜絕緣破壞,電路老化形成短路、擊穿是一個(gè)道理。實(shí)際上這張圖是透過玻璃看到的熱斑,如果把玻璃換成背板,那么就會(huì)這個(gè)樣子。因?yàn)椴A遣粫?huì)燃燒,我們的PEP背板在沒有熱源的情況下是不可能燒起來的。
下面再講個(gè)光學(xué)性能的影響,我們封裝材料要防止對(duì)光的吃拿卡要。蝸牛紋起因就是里面的氧化還原體系。國(guó)內(nèi)的EVA廠家進(jìn)行了各種各樣測(cè)試,加入一些材料,很有可能導(dǎo)致蝸牛紋更多的形成。因?yàn)槲覀冇袝r(shí)候用SEM掃描電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)里面還有琉璃子。
第二個(gè)就是提高透光率,防止對(duì)光的截留。組件1到3年黃變,里面本身就有生色致色因子,較長(zhǎng)時(shí)間以后有些廠家宣稱他能夠阻止。所有黃變都是隨著時(shí)間變快或者變緩。這個(gè)隨著老化的時(shí)間反而降低了,說明這個(gè)EVA膠膜里面有增白劑。效果雖然好,會(huì)不會(huì)帶來別的問題,這個(gè)很難說。按照經(jīng)驗(yàn)超過1000小時(shí)之后,他黃變只會(huì)加速。
第三個(gè)使用過期的膠膜或者是往里面摻入太多的回料。我們EVA真空層壓很多,像攤大餅。你餅子加熱不勻,有的地方熟,有的地方生是很正常的。會(huì)對(duì)組件的隱裂和以后的長(zhǎng)期老化甚至熱斑都會(huì)帶來隱患,因?yàn)樗麤]有代理一定的交聯(lián)度。
實(shí)際上光伏是非常高科技的產(chǎn)業(yè),他把非常微小的能量轉(zhuǎn)換為電能,組件是光機(jī)電一體化的裝備,只有清楚認(rèn)識(shí)到電池與組件,元件與系統(tǒng),電子與電工,半導(dǎo)體材料與用于光伏的導(dǎo)體,聚合物絕緣材料的不同之處,重視器件的設(shè)計(jì)和后端封裝工藝,才能真正做好主線。第一個(gè)名字是John Bill Yerkes,第二是Dr.Richard M.Swanson,第三個(gè)是馬丁格林。
這里是IEC在2012年世界標(biāo)準(zhǔn)日的一個(gè)宣傳用語,增收節(jié)支,這樣才能增加收益。我的報(bào)告完了,謝謝大家。(根據(jù)錄音整理,未經(jīng)本人審閱)