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(yōu)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(dǎo)致膠膜霧化,影響透光率,降低組件的發(fā)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(fā)的具有窄相對分子質(zhì)量分布和窄共聚單體分布、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和結(jié)晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點,使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。(2)PO塑料分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵,具有優(yōu)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。
上圖是PO的基本結(jié)構(gòu),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(jié)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(chǎn)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(dǎo)致裂化。PO是飽和結(jié)構(gòu),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(yōu)勢。在透水率方面,PO具有飽和結(jié)構(gòu),透水率低,約在2以內(nèi),而EVA在20-30 ,因此PO封裝的組件具有優(yōu)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(zhì),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(zhì)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(yōu)越的表現(xiàn)為:
一、PO膠膜是乙烯和辛烯的共聚物,是飽和脂肪鏈結(jié)構(gòu),且分子鏈中叔碳原子較少,表現(xiàn)出良好的耐候性、耐紫外老化性能,優(yōu)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(fā)電組件提高發(fā)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(yīng)用?,F(xiàn)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(yōu)異。
三、PO膠膜具有更低的水蒸汽透過率,內(nèi)聚力更大,更加適用于雙玻組件,可使生產(chǎn)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(lián)劑,通過組合使用功能性聚合物使材料的耐熱性和粘結(jié)性達到使用要求的非交聯(lián)型聚烯烴封裝材料,以陶氏化學(xué)的ENLIGHT封裝材料為代表;另一種是含有過氧化物交聯(lián)劑或硅烷交聯(lián)劑和增粘劑的交聯(lián)型聚烯烴封裝材料,這種膠膜在生產(chǎn)技術(shù)與工藝上與EVA膠膜有相似之處。然而除了以上的優(yōu)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(chǎn)上的大規(guī)模使用。
PO膠膜的技術(shù)要求高,研發(fā)測試周期長,生產(chǎn)工藝要求高,目前,市面上性能優(yōu)異的PO膠膜生產(chǎn)廠家并不多?,F(xiàn)在市面上的PO膠膜性能并不突出,其交聯(lián)度較低(小于75%)、透光率低于EVA、封裝時出現(xiàn)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(jīng)過4年的潛心研究,推出了性能優(yōu)良的PO膠膜材料,相對于現(xiàn)有的PO膠膜,其具有交聯(lián)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(yōu)點。斯威克的PO膠膜被應(yīng)用于雙面N型電池組件,經(jīng)過嚴(yán)酷的測試,各項性能指標(biāo)優(yōu)異,體積電阻高,抗PID性能優(yōu)異;可見光透過率達到92%以上;可媲美國內(nèi)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(biāo)進一步提高,具有更優(yōu)異的抗PID性能(1000 h,<5%)、DH(4000 h,<3%)、TC(800h,<3%),旨在超越國內(nèi)外廠家的PO膠膜,讓廣大組件廠商用上性能優(yōu)異的PO膠膜。
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(dǎo)致膠膜霧化,影響透光率,降低組件的發(fā)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(fā)的具有窄相對分子質(zhì)量分布和窄共聚單體分布、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和結(jié)晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點,使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。(2)PO塑料分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵,具有優(yōu)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。
上圖是PO的基本結(jié)構(gòu),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(jié)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(chǎn)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(dǎo)致裂化。PO是飽和結(jié)構(gòu),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(yōu)勢。在透水率方面,PO具有飽和結(jié)構(gòu),透水率低,約在2以內(nèi),而EVA在20-30 ,因此PO封裝的組件具有優(yōu)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(zhì),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(zhì)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(yōu)越的表現(xiàn)為:
一、PO膠膜是乙烯和辛烯的共聚物,是飽和脂肪鏈結(jié)構(gòu),且分子鏈中叔碳原子較少,表現(xiàn)出良好的耐候性、耐紫外老化性能,優(yōu)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(fā)電組件提高發(fā)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(yīng)用?,F(xiàn)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(yōu)異。
三、PO膠膜具有更低的水蒸汽透過率,內(nèi)聚力更大,更加適用于雙玻組件,可使生產(chǎn)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(lián)劑,通過組合使用功能性聚合物使材料的耐熱性和粘結(jié)性達到使用要求的非交聯(lián)型聚烯烴封裝材料,以陶氏化學(xué)的ENLIGHT封裝材料為代表;另一種是含有過氧化物交聯(lián)劑或硅烷交聯(lián)劑和增粘劑的交聯(lián)型聚烯烴封裝材料,這種膠膜在生產(chǎn)技術(shù)與工藝上與EVA膠膜有相似之處。然而除了以上的優(yōu)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(chǎn)上的大規(guī)模使用。
PO膠膜的技術(shù)要求高,研發(fā)測試周期長,生產(chǎn)工藝要求高,目前,市面上性能優(yōu)異的PO膠膜生產(chǎn)廠家并不多?,F(xiàn)在市面上的PO膠膜性能并不突出,其交聯(lián)度較低(小于75%)、透光率低于EVA、封裝時出現(xiàn)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(jīng)過4年的潛心研究,推出了性能優(yōu)良的PO膠膜材料,相對于現(xiàn)有的PO膠膜,其具有交聯(lián)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(yōu)點。斯威克的PO膠膜被應(yīng)用于雙面N型電池組件,經(jīng)過嚴(yán)酷的測試,各項性能指標(biāo)優(yōu)異,體積電阻高,抗PID性能優(yōu)異;可見光透過率達到92%以上;可媲美國內(nèi)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(biāo)進一步提高,具有更優(yōu)異的抗PID性能(1000 h,<5%)、DH(4000 h,<3%)、TC(800h,<3%),旨在超越國內(nèi)外廠家的PO膠膜,讓廣大組件廠商用上性能優(yōu)異的PO膠膜。