来源:奥地利Borealis
潜在诱发衰减
双面组件面临的第二个挑战,也是最近POE封装材料兴起的最大驱动力,涉及到它可以防止一种新的影响双面组件背面发电的PID。
新的EVA配方和电池片表面处理的组合已经解决了单面组件的PID问题,但是随着双面技术最近的发展,人们又观察到一种新的PID机制特别影响电池背面发电。
用基于POE的封装剂替代EVA是组件制造商避免产品受到PID风险和相关可靠性问题的唯一有效解决方案。
由于POE材料的生产成本比EVA更高,目前市场上的大组件需要更厚的封装层,以及更大的覆盖面积,因此已经有更多专注于降低成本的创新技术显现。
一些组件供应商选择使用经过测试的EVAs进行正面封装,在电池片和背面玻璃之间加一片POE作为预防PID的策略。
位于中国杭州的封装材料和背板制造商福斯特,拥有EVA/POE/EVA复合型密封背板的专利,产品中间薄薄的一层POE,可以确保良好的PID阻性。低成本但仍然可靠的EVA材料占据了封装层的大部分,而这些复合型的材料正越来越多地出现在组件制造商的路线图上。
杭州福斯特应用材料有限公司的海外市场总监吴先生表示,“复合产品不仅融合了EVA的快速、容易加工的优点,而且还保留了POE的强抗PID性能。其局限性是对EVA和POE的特性都必须深入了解,而且POE中间层厚度均匀性难以控制。”
POE的加工
除了增加的材料成本之外,POE的加工难度也将其自身挡在了主流之外,较低的温度和压力要求可能对制造商有吸引力,但较长的循环时间、较窄的温度窗口和较低的玻璃粘附性则显得没有吸引力。
在这些问题被解决之前,制造商们可能会坚持使用EVA,除非是绝对必要的情况。
将POE材料做成热塑性材料,而不是交联聚合物——这是一种潜在的使材料更易加工的方法。奥地利制造商Borealis在制造其Quentys BPO系列产品时,基于POE的封装材料所采用的的就是这种方法。
“BPO是一种定制的热塑性封装剂,其粘附功能直接结合在聚合物链中,从而产生卓越的固有粘附力。” Borealis光伏团队负责人Alper Muraben说,“此外,聚合物的高熔点和高粘度消除了在模块层合过程中密封剂交联的需要。这大大简化了树脂到薄膜的挤出步骤和模块层压工艺。”
他进一步解释道,与其他POE材料相比,Quentys封装材料的层压周期更短,而且与EVA相比,其加工压力和温度更低。从而减少了电池片在封装时受到的压力。最后,他指出,这种封装剂的高粘度最大限度地减少了电池或带在层压过程中移动的机会。
与此同时,意大利层压设备制造商TekniSolar已经开发出了设备和工艺,可以有效地应用于这些封装材料和其他材料。该公司表示,“根据我们的经验,使用某一种材料主要取决于特定的组件技术。我们的技术可以让任何类型的组件在很短的周期内完成层压,主要归功于多阶段固化、快速真空系统、均匀的加热应用和平压技术。”
POE前景预测
尽管EVA在中短期内仍将占据更大的市场份额,但近期其他模块技术的发展表明,制造商们正在向POE缓慢转变。除了双面组件,POE提供的更温和的处理方式,意味着它可以广泛用于异质结和TOPCon组件,这些组件的电池对温度升高极为敏感。
来源:PV magazine、全球光伏、光伏們
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原文始发于微信公众号(光伏产业通):POE的加工工艺及未来前景