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EVA還是POE,光伏雙玻元件封裝膠膜怎麼選?
玻組詞怎麼組
「來源: |全球光伏 ID:TestPV」
EVA即乙烯—醋酸乙烯酯共聚物,POE即乙烯一辛烯共聚物,是目前雙玻元件常用的兩種封裝膠膜。現在部分製造廠商選擇EVA進行封裝,部分製造廠商選擇POE進行封裝,還有一些製造廠商開始使用EVA+POE混合封裝,那麼雙玻元件選用
EVA還是POE
,哪個是最優解?值得業內人士思考。
太陽能電池元件(也叫太陽能電池板、光伏元件)是太陽能發電系統中的核心部分,其作用是將太陽能轉化為電能,送往蓄電池中儲存起來或推動負載工作。
光伏發電
光伏元件作為光伏電站的核心裝置,從封裝角度可分為單玻元件和雙玻元件。隨著光伏發電產業的發展,雙面電池得到迅速發展,目前市場中,雙面電池元件大多采用雙玻封裝,少數使用透明背板封裝。
彭博新能源財經 (Bloomberg New Energy Finance,BNEF)指出,到2022年,雙面電池元件的市場佔比將超過90%。同時,透明背板的市場佔比較小,雙玻元件將成為元件市場主流。
雙玻元件示意圖
電池封裝質量的好壞,直接影響到光伏元件的發電效率、使用壽命等,其中封裝膠膜對PID等效能影響重大,膠膜材料的選擇至關重要。
1、PID是怎麼形成的?
PID
(Potential Induced Degradation)全稱為潛在電勢誘導衰減,
是指大量電荷聚集在電池表面,使電池表面飩化失效,從而導致電池元件的功率驟降。
由於防雷工程的需要,元件的鋁合金邊框要求接地,電池片與鋁邊框之間便形成了比較高的直流電壓。對EVA封裝元件來說,EVA無法做到100%的絕緣,使用過程中,水氣透過矽膠、背板等滲透到元件內部,使EVA發生分解,產生自由移動的醋酸,醋酸和玻璃表面析出的鹼反應,形成自由移動的鈉離子,鈉離子在外加電場的作用下,向電池表面移動,聚集到電池表面的減反射層從而導致元件功率降低。
PID示意圖
水氣進入元件,EVA 遇水分解產生醋酸,醋酸與鹼反應產生鈉離子,鈉離子富集到電池表面,
以上四步便是PID現象形成的全過程,而這一過程也是目前光伏行業普遍認可的一種PID效應成因。
2、EVA封裝膠膜有什麼優缺點?
EVA膠膜
主要成分是EVA,外加各種新增劑,如交聯劑、增稠劑、抗氧化劑、光穩定劑等。EVA以其優異的封裝效能、良好的耐老化效能和低廉的價格等優點,在2014年前便成為光伏元件封裝的首選材料。但是其PID缺陷也很明顯。
雙玻元件的出現,似乎給了EVA克服天生缺陷的可能,由於玻璃的水蒸氣透過率幾乎為零,雙玻元件的低透水率或者說零透水率讓EVA抗水解能力不再成為問題。
雙玻元件耐侵蝕性更強
然而,如何解決雙玻元件邊緣水氣滲透和由此帶來的抗PID效能差等問題,依然無法得到正解。
3、POE封裝膠膜的機遇和挑戰
POE
由茂金屬催化劑開發而來,是具有窄相對分子質量分佈、窄共聚單體分佈、結構可控的新型聚烯烴熱塑性彈性體。POE具有優異的水氣阻隔能力和離子阻隔能力,水氣透過率僅為EVA的1/8左右,且老化過程不會產生酸性物質,具有優異的抗老化效能,是高效、高可靠性光伏元件封裝膠膜的首選材料。
POE
雖然POE膠膜具有更好的水氣阻隔能力和更好的抗老化效能,但是POE由於粒子成本高,加工效能不及EVA等,市場一直未被全面開啟。直到近幾年,感受到雙玻挑戰的背板企業也紛紛加入開發POE膠膜。
從 2017年開始,POE膠膜量升價跌,市場佔有率不斷提升。而且,2020年以來,由於EVA缺貨嚴重,價格快速上漲,POE進一步獲得了佔領市場的良機。目前,POE膠膜幾乎成為雙玻元件主流選擇, 很多雙玻電站業主在招標階段就指定採用POE膠膜。
4. 未來:競爭激烈,仍未可知!
然而當下,EVA膠膜也迎來了轉折機遇。在平價上網、補貼下調的壓力下,終端客戶普遍更加關注元件價格,有些元件廠目前已經開始採用EVA+POE組合封裝方式,以降低成本或應對POE供應短缺的問題。同時,隨著大矽片元件的流行,雙玻元件開始使用帶邊框設計,而且EVA的加工流動性比POE更好,部分元件廠認為帶邊框的雙玻元件可以採用EVA。
隨著電池片的抗PID效能以及EVA膠膜生產技術的進一步提高,雙玻元件使用EVA膠膜也未嘗不可,EVA膠膜給POE膠膜帶來的良性競爭,將更有利於POE膠膜生產商加速降本增效,降低POE成本,促進光伏行業進一步發展。
參考文獻:《EVA與POE在雙玻元件的使用探討》孫澤洋,李萌萌等
艾邦艾整理
今日科普:市場上封裝材料主要有透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、聚烯烴(POE)膠膜、共擠型聚烯烴 POE(EVA-POE-EVA)膠膜與其他封裝膠膜。
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