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决定光伏转换效率的主要因素
        来源:        作者:        发表时间:2014-11-21        阅读次数:555次

核心提示:由于封装材料对效率和可靠性影响非常大,所以选择合适材料在组件设计环节显得举足轻重。至于耐用性和安全性,封装材料必须满足在各种环境和工作条件下长期使用的要求。对于所使用的聚合物材料,微环境条件在这些衰退过程中非常重要,并受组件其他材料特别是前表面和背部材料的强烈影响。因此,为封装选择合适的材料组合显得尤为重要。

背板材料决定组件转换效率

    光伏市场快速增长带动了封装材料市场的强劲爆发,并导致供应链的暂时性短缺。与此同时,组件价格也出现显著下降,给生产成本和光伏组件原料成本带来巨大压力,促使封装材料市场朝着新型材料和创新供应商转变。

    由于封装材料对组件效率、稳定性和可靠性方面有着显著的影响,再加上市场压力的推动,对封装技术和材料的选择便成为了组件设计过程中的一个关键步骤。

    “光伏背板对于降低光伏组件成本、提高光伏发电效率、保障光伏发电寿命等具有决定性作用。”中天光伏材料有限公司研发中心主任王同心说,光伏发电的高成本是制约光伏发电走进千家万户的最大障碍,因此降低光伏发电成本,实现光伏市电同价是光伏发电的大势所趋,而光伏背板作为保障光伏组件发电寿命的重要封装材料,对于降低光伏发电成本具有重要作用。

    目前市场上主流的背板材料主要有聚氟乙烯 (PVF)薄膜和聚偏佛乙烯(PVDF)薄膜两种,前者以杜邦的TEDLAR产品为主导,长期占据光伏背板原材料市场,后者则是随着背板降低成本、环保要求等市场需求逐渐被用户所接受。

    “PVDF薄膜是光伏组件用背板的重要组成部分,具有卓越的耐气候老化性能,对紫外线,缺氧和湿热都非常稳定。PVDF薄膜一般用在背板最外层,能够有效保护组件中所有其他有机薄膜,给晶硅电池提供一个良好的封装环境。”徐诚说。

    PVDF薄膜的加工可以采用现行通用的塑料加工方法,主要是吹塑和挤出流延法,具有加工方便,环保节能,薄膜良品率高的特点。

    在大多数组件商要求不断降价的同时还对背板质量提出更高要求,光伏封装材料亟需进行更新换代,满足新时期下的市场需求。背板的最终发展趋势应该是找到一种耐候性比较好的材料代替PET类背板,而性价比、功能性、耐老化性能无疑将成为主要参考指标。

    封装材料国产化有效降低成本

    “为了优化组件效率,光伏发电对组件封装的要求可以分为发电量、电气安全、可靠性、组件工艺和成本五个方面。

     随着光伏组件对降低成本的呼声越来越高和对质量要求的日益苛刻,以封装材料的国产化逐渐成为组件降本的最佳选择。”徐诚说。

     技术层面而言,新形势下对于封装材料提出的要求有以下几个方面。一是光吸收率应该尽量低并提供合适的折射率以减少界面反射。二是高导热性能以降低工作温度并提高发电量。三是根据IEC61215的标准类型批准测试,为了保证电气安全,漏电流必须足够低。四是为了确保光伏组件可靠性,封装材料在UV辐射、高湿、温度循环、超低或超高环境温度、机械负载以及对地电势差等特性上都至关重要。五是封装材料必须与其它组件部件保持足够的粘附性,以保护电池和金属线不受外界环境影响。除此之外,组件生产商对材料成本、工艺成本、生产时间、保存期限和质保方面也非常重视。

     事实上,影响光伏组件耐用性的重要因素包括背板和封装材料的气体(例如氧气和水蒸气)扩散特性。这两种气体都能从聚合物背板表面进入封装聚合物层并穿透光伏组件,到达电池和前表面玻璃之间的区域,从而加速衰退反应。一个被普遍忽略的事实是,材料温度严重影响着封装材料内部的水蒸气传送速率和氧分子传送速率。

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