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太陽能組件用PO封裝膠膜的性能

   2017-02-06 斯威克62790
核心提示:目前雙玻組件用的封裝膠膜主要包括EVA膠膜和PO膠膜。EVA膠膜是一種乙烯-醋酸乙烯共聚物,具有熔點低,流動性好,透明度高,層壓
目前雙玻組件用的封裝膠膜主要包括EVA膠膜和PO膠膜。EVA膠膜是一種乙烯-醋酸乙烯共聚物,具有熔點低,流動性好,透明度高,層壓工藝成熟等優點,是目前雙玻組件主要的封裝材料。

但是由于EVA膠膜強度低,水蒸汽透過率和吸水率較大,耐候性較差,用于雙玻組件上需要進行封邊,然而在正常使用過程中也仍然會有水汽透過,導致膠膜霧化,影響透光率,降低組件的發電量。

而PO是一種乙烯-辛稀共聚物,是以茂金屬作催化劑開發的具有窄相對分子質量分布和窄共聚單體分布、結構可控的新型聚烯烴熱塑性彈性體。PO是乙烯和烴烯的共聚物,由乙烯和α-烯烴共聚而成,α-烯烴一般為1-己烯和1-辛烯,采用茂金屬催化劑原位聚合而成熱塑性彈性體。其特點是:(1)辛烯的柔軟鏈卷曲結構和結晶的乙烯鏈作為物理交聯點,使它既有優異的韌性又有良好的加工性。(2)PO塑料分子結構中沒有不飽和雙鍵,具有優良的耐老化性能。(3)PO塑料分子量分布窄,具有較好的流動性。

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上圖是PO的基本結構,EVA為乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物,弱極性,醋酸乙烯的引入同樣破壞了結晶,也是一種性能較好的彈性體,透明性和彈性很好;但是醋酸乙烯酯含不飽和雙鍵C=O,易受光、熱、濕氣的影響而分解或氧化產生黃變、游離醋酸生成,這個是EVA的致命傷,醋酸會腐蝕電極導致裂化。PO是飽和結構,無雙鍵,在耐候、耐黃變以及水汽透過率、絕緣性方面有明顯的優勢。在透水率方面,PO具有飽和結構,透水率低,約在2以內,而EVA在20-30 ,因此PO封裝的組件具有優異的抗PID性能,并且具有出色的耐候性能。對于EVA材料,其老化過程中會釋放酸性物質,在雙玻組件中,由于玻璃阻隔性比較好,EVA老化后分解的酸性物質會困在雙玻組件中,加速電極腐蝕,而PO無此問題。

PO膠膜相對EVA膠膜性能優越的表現為:

一、PO膠膜是乙烯和辛烯的共聚物,是飽和脂肪鏈結構,且分子鏈中叔碳原子較少,表現出良好的耐候性、耐紫外老化性能,優異的耐熱、耐低溫性能,因此PO膠膜具有比EVA膠膜更好的耐老化性。

二、適用于高效率雙面N型電池,相比普通的單面發電組件提高發電率,降低度電成本,同時組件可以垂直放置,有更多的利用方式。截至目前為止,雙面N型電池的封裝材料不能采用EVA,EVA封裝的雙面N型電池組件的抗PID性能很差,無法得到應用。現階段,只有PO材料可以作為雙面N型電池組件的封裝材料,組件的綜合性能優異。

三、PO膠膜具有更低的水蒸汽透過率,內聚力更大,更加適用于雙玻組件,可使生產的雙玻組件不需要封邊,同時使用壽命更長。

目前市場上的PO膠膜有兩種,一種是不含交聯劑,通過組合使用功能性聚合物使材料的耐熱性和粘結性達到使用要求的非交聯型聚烯烴封裝材料,以陶氏化學的ENLIGHT封裝材料為代表;另一種是含有過氧化物交聯劑或硅烷交聯劑和增粘劑的交聯型聚烯烴封裝材料,這種膠膜在生產技術與工藝上與EVA膠膜有相似之處。然而除了以上的優點外,目前PO膠膜也有一些缺點,如流動性小、難加工、均勻性難控制等,影響了PO膠膜在組件生產上的大規模使用。

PO膠膜的技術要求高,研發測試周期長,生產工藝要求高,目前,市面上性能優異的PO膠膜生產廠家并不多。現在市面上的PO膠膜性能并不突出,其交聯度較低(小于75%)、透光率低于EVA、封裝時出現氣泡等。常州斯威克光伏新材料有限公司早在2012年已開始研制PO光伏封裝膠膜,經過4年的潛心研究,推出了性能優良的PO膠膜材料,相對于現有的PO膠膜,其具有交聯度高(大于80%)、透過率高(與EVA一致)、組件封裝合格率高的顯著優點。斯威克的PO膠膜被應用于雙面N型電池組件,經過嚴酷的測試,各項性能指標優異,體積電阻高,抗PID性能優異;可見光透過率達到92%以上;可媲美國內外廠家的PO膠膜。而斯威克正在研制中的新一代PO膠膜更是將性能指標進一步提高,具有更優異的抗PID性能(1000 h,<5%)、DH(4000 h,<3%)、TC(800h,<3%),旨在超越國內外廠家的PO膠膜,讓廣大組件廠商用上性能優異的PO膠膜。

 
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