双面双玻组件—亚玛顿

绿色光 伏 -双 玻双面 组件 常州亚玛顿股份有限公司 2018, 10, 30 Almaden 汇报内容 01 02 03 04 公司介绍 薄双玻组件 薄双面双玻组件和 功率提升技术 总结 汇报内容 2006年成立 2009年全球减反射太阳能玻璃 市场占有率达 38 2010年全球减反射太阳能 玻璃市场占有率达 56 2014年 1.成为全球排名前三的 双玻组件制造商 2. 0.85mm化学强化玻 璃投产 2011年 10月 深交所 上市 常州亚玛顿股份有限公司是成立于 2006年 9月的高新技术企业 、 江苏省创新型企业 、 福布斯最具潜力企业 。 2011年 10月在深交所上市 。 现有员工 1500余人 。 2012年 1.2mm超薄太阳 能钢化玻璃量 产 2.安迪新材 公 司成立 2013年 ， 超薄 双玻太阳能组 件 量产 2015年 ， 1.超薄双玻太阳能 组 件 出 货 量 超 100MW 2.电子玻璃事业部 成立 2017年 ， 1.超薄双玻太阳能 组件出货量预计突 破 1.0GW Founded in Changzhou, Jiangsu Province in 2006. Listed in Shenzhen A shares, October, 2011. The total of the plant 300,000 ㎡ 亚玛顿 江苏省光电玻璃重点实验室 CNAS认证实验室 2018年 ， 1.薄玻璃窑炉项目启动 2. POE年产达 1000万平 方米 3.电视盖板和玻璃导光 板量产 双玻组件 为何需要 双玻组件 双玻组件的安 装 薄双面双 玻组件 一观念 两个 新产品 多个电站数据 薄双玻 组件 – 绿色环保 Thin Double Glass PV Module 有机 对称结构 TPT AAA KPK 非对称结构 TPE TPO KPE 涂层结构 F/PET/F 无机 玻璃 金属 光伏组件 背板 材料 选型 玻璃 封裝材料 电池片 封装材料 背 板 材料 接线盒 铝边框 阻隔 UV、抗水解 提供绝缘性能 阻隔水汽、氧气 白色 ,提高 UV及 IR反射 降低组件 NOCT 耐风沙磨损 抵御空气中的酸 、碱 腐蚀 空气面 粘合剂 提供绝缘性能 阻隔水汽、氧气 抗水解 提供主要的机械性能 中间层 粘合剂 与 EVA良好粘接 提供绝缘性能 阻隔水汽、氧气 提供高反射率，提升组件发电效率 Primer 联接 PET、 primer 保证 2年 不分层、脱胶、鼓包 背板结构 作用 材料 膜厚 （ μm） 透水率 （ g/day/m2 PVF 100 1020 VDF 100 2 THV 100 2 PET 100 10 注 40℃ ， 95RH； 背板 氟 背板特点 玻璃特点 1. 结构复杂性 ， 加速验证老化不能替代户外长期老化； 2. 含氟层国产化 ， 性能长期稳定待验证； 3. 背板粘合剂的品质与复合工艺需严格把控； 4. 降本等因素导致 PET龙骨层减薄 ， 降低背板性能； 5. PET本身不耐 UV； 6. 背板中含氟层存在环境污染风险 。  玻璃结构简单  性能稳定  环境友好 由于高分子背板结构的缺陷， 易造成以下不足 易被水汽侵蚀 不透明，应用受限 电池片易隐裂 难以保证 25年寿命 玻璃的优 点 氟问题 防火 大道至简 背板脱层、鼓包、渗水 ，这些都 是光伏组件的杀 手。 传统组件“背板”失效案例 结 构简单 ,材料减少 外部 光 热 电 力 水 , 风沙 , 盐雾 , 氨气 塑料背板 差 差 差 差 电池隐裂 差 玻璃 良好 良好 良好 一般 薄玻璃强度 良好 EVA / POE Glass Mono/poly Si solar cell EVA / POE Glass Jbox 1. 对 称 结构 可以减缓热和力的问题 2. 无框双玻没有电位差根本上防止 PID 双玻组件的特点 EVA 2.5 mm ARC 玻璃 Mono/poly Si solar cell EVA 2.5 mm 透光玻璃 POE ≤ 2.0 mm ARC 玻璃 Mono/poly Si solar cell POE ≤ 2.0 mm 高反光玻璃 常 规 双 玻 组 件 结 构 亚 玛 顿 超 薄 双 玻 组 件 结 构 前玻采用 ≤2mm镀膜玻 璃 ， 玻璃厚度减薄 ， 散 热性能更佳 ， 有效提高 发电效率 ， 同时减轻组 件重量 。 超薄前盖板玻璃 透水率仅为 EVA的 1/10， 有效防止水汽渗透 ， 阻 止组件脱层开裂 ， 同时 可有效防止蜗牛纹 。 POE代替 EVA 采用白色陶瓷网格玻璃 ， 有效 增加组件对光的吸收 ， 可增加 1的收益 。 玻璃厚度减薄 ， 散热性能更好 ， 发电率更高 ， 同时减轻组件重 量 。 超薄高反背玻 亚玛顿双玻组件的特点 水上光伏组件 ROHS问题 光伏作为一种清洁能源，虽目前未把其列入 ROHS名单中，但为了能够把光伏发展成为 更加环保、可持续发展的能源， “ 光伏无铅化 ” 已经势在必行 。 在水上光伏 更是 重 要。 目前光伏组件中主要 “ 铅 ” 来源于光伏焊带中的焊锡，其主要成分是 60/40或者 60/37 Sn/Pb焊锡。 双玻组件背面采用强化玻璃技术， ” 铅 “ 不 会渗出。 背板组件采用高分子背板，受光热易开裂； EVA为封装材料，开裂后，不耐 UV，易分解； “ 铅 ” 会沿着背板缝隙渗出组件，污染环境。 EVA / POE Glass Mono/poly Si solar cell EVA / POE Glass Jbox 晶硅组件内部含铅源主要存在于焊 带的焊锡中。 经计算以 60cells组件为例，其含 铅量为 23.41g/m2。 注欧盟 ROHS强制性标准规定铅含量不能超过 1000ppm（ 0.1）。 双玻极低的破片率 及完全密封的结构 有效的遏制了铅的 溢出。 双玻组件 -无铅化 “ 无铅 ” 时代 光伏材料中易超出 ROHS规定的相关材料 光伏牵涉材料 标准 元素符号 双玻牵涉材质 背板牵涉材质 （增加项目） ROHS1.0 （ 6项） Pb 高 反涂料 、电池 （银浆、铝浆、硅料等）、助焊剂、焊带（焊锡）、 POE、接线盒 （内部金属片、金属片锡膏、 PPO、 PPE、尼龙等）、夹具（橡胶压条、阳极氧化处 理层）、硅胶 EVA、背板（聚四氟乙烯 Teflon、 PET）、边框（阳极氧化处理层） Hg Cd CrVI PBB POE、接线盒（ PPO、 PPE、尼龙等）、橡胶压条（ EPDM）、高反涂料 EVA、背板 PBDE ROHS1.0 （增加项目） DIBP DEHP DBP BBP 太阳能电池材料集高效、低成本及环保于一体乃大势所趋； 在选择材料时应当注意其环保性，应当符合 ROHS相关规定 。 双玻组件 正反面均 采用强化玻璃技术， ” 铅 “ 等有害物质 不会 渗出 。 优质的防火特性 15 普通组件 超薄双玻 组件 优质的防 火性能 双玻组件的安装 – 半框双组件 9.6 10.9 11.6 12.8 11.8 3600 5400 5400 8100 5400 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 2 4 6 8 10 12 14 组件承载能力 /（ N/ m 2） 单位面积重量 /（ kg/m2 ） 半框 全框 标准框 半框 面积 /mm2 135.03 96.32 115.89 78.52 周长 /mm 179.46 137.54 151.12 113.97 线密度 /（ kg/m） 0.364 0.260 0.313 0.212 边框重 /K（ 60cells） 1.76 1.51 适用组件 22/1.61.6 22/1.61.6 优势 标准化 不积灰 /轻质 半框组件可以用安 装孔安装方式 双玻组件的安装 – 压块安装 双玻组件，夹具安装是目前较为常用的安装方案 夹具中的橡胶条，质量不过关会导致封装材料 发黄 、破坏化学键致组件 脱层 、 夹不紧致组件 脱落。 橡胶的选择 光伏用橡胶条，有 EPDM和硅橡胶 主 链有硅和氧原子构成 苯基耐高低温 三氟丙基耐油性和耐温 高低温时机械性能优越，常温时较差 硅橡胶 EPDM 三 元乙丙橡 胶 主链有化学稳定的饱和烯烃组成，只在 侧链中有不饱和双键 故耐臭氧、耐热、耐热等老化性能优越 快速检测橡胶条性能方法 1 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 压缩变形比 / 扭矩 /N*M 供应商 A 点 1 点 2 点 3 点 4 点 5 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 压缩比 / 扭矩 /N.M 供应商 B 1 2 3 4 5 扭矩扳手 千分尺 设定扭矩范围（ 1030） N*M 每个扭矩值下，测量夹具标记的点的高度（ 19） 3次 取 3次高度平均值，作为此扭矩下此点的高度值 以上步骤重复操作，直至测完所有扭矩下所有点的高度 快速检测橡胶条性能 方法 2 0 100 200 300 400 500 600 0 0. 43 0. 82 1.2 1. 58 1. 96 2. 34 2. 73 3. 11 3. 49 3. 87 4. 26 4. 64 5. 02 5.4 5. 78 6. 16 6. 54 6. 93 7. 31 7. 69 8. 07 8. 46 8. 84 9. 22 9. 61 9. 98 10 .3 7 10 .7 5 11 .1 3 11 .5 2 11 .9 12 .2 9 12 .6 6 13 .0 5 13 .4 3 13 .8 1 力 /N 位移 /mm 力 -位移图 测试 设备 拉力 机 测试速度 100mm/min 感应 器 500N 一种快速检验方法 在规定的安装扭矩下，检验安装后的加持能力 在双玻组件长期受外力的情况下，胶条功能性的检验 橡胶条质量要求 – 老化 拉伸强度 拉断伸长率 邵氏硬度 外观 污染性测试 户外曝晒 Δ＜ 10 Δ＜ 20 Δ＜ 10 无喷硫现象 无喷霜现象 无颜色变化 与封装材料接触 无污染现象 UV老化 DH老化 TC老化 HF老化 超薄双玻双面组件介绍 Thin Double Glass Bifacial PV Module 光伏组件的光 管理 关于 ❶ 镀膜玻璃技术 关于 ❽ 高反光 镀 膜 玻璃 Grid white coating with back glass Bifacial PV Module Technology Com. Material Comment Front Glass 2.0mm ARC coating High T and high power Cell P-PERC, n-PERT, HIT Need to discuss Encapsulant POE or EVA High Reliability Back Glass Grid white coating glass High front Power JB Tri-Separate pencil JB Without any shade Optimizer Depend on module arrangement ground cond. Cell string level optimizer POE Front glass POE Bifacial Cell POE Bifacial Cell Back glass JB Issue back side efficiency and color deviation of Bifacial cell  随着新型光伏组件的出现， 5BB、 MBB、叠片等技术的出现 ，电池表面 焊带的面积越来越 少 ，于是我们开始着 眼于利用片与片之间的间隙光来增加组件功率  在 现有的组件中，组件背玻白色高反层以及白色 背板所 反射的太阳光大多在多次反射中 损耗 ，照射到间隙处的 仅有 不到 15的光能够照射到电池片上  现在我们在电池片间隙处添加导光结构，至少可以将 15的光线利用率提升至 45，不仅可以提升组件功率， 还能降低组件的度电成本 光线利用率 15 导光结构 光线利用率 45 高导光背玻璃 有别于半片和叠片技术 ,此思路是想利用背玻璃导光 结构 ,充分利用间隙光提高组件功率 假设组件效率 P 𝑊∗60𝑄∗𝑊∗10𝐴∗156.75∗66∗𝐵∗10∗156.75𝐴∗𝐵∗60/156.75156.75∗1025259𝐴 ∗ 156.75∗6355∗𝐵 其中， A为片间距增加量， B为串间距增加量； W为电池片功率； Q为间隙光转换效率 根据普通背板以及导光结构的反射率测试，层压后的样品，普通背板的光线利用率在 15左右，而导光结构的光线利用 率为 45, 所以，我们画出了不同光线利用率的情况下，片串间距与组件效率与功率的关系 理论计算 Q45, 组件效率 Q45, 组件功率 Q85, 组件效率 Q85, 组件功率 324W 10mm 10mm 20.16 19.35 335W 20.16 20.2 355W 10mm 10mm 10mm 10mm 10mm 10mm 目前能够达到的 Q值，使用 21.6单晶 PERC电池片制作片 3串 3的 60导光结构组件，理论功率应该达到 324W,相比普通 60组件可提升 6W  目前采用的导光结构，可以将间隙光的利用率至少 提升 30，达到 45  采用上述两种方式制作的组件每块均可提升 23W（实验测试数据）  本 次制作组件使用电池片为多晶单面 4.52W（ 18.4） 电池片，如果使用双面电池 片以及更高效率的电池片，功率提升会更高，达到 5W以上 电池片效率 18.4 Voc Isc Mxp avg Vpm Ipm FF Rsr 实验组件 （片串间距 3mm） 37.89 9.15 273.41 273.66 31.32 8.73 0.79 0.39 37.86 9.17 274.23 31.36 8.74 0.79 0.38 37.90 9.12 273.33 31.39 8.71 0.79 0.39 普通组件 （片串间距 3mm） 37.83 9.15 271.37 271.37 31.30 8.67 0.78 0.39 导光背玻开发 有别于半片和叠片技术 ,此思路是想利用背玻璃导光结构 ,充分利用间隙光提高组件功率 目标 同样组件尺寸 ,减少 1/6电池 ,达到相同功率 ,这将可以减少 10组件成本。  P型双面电池组件的 CTML值相比 N型双面、 HIT较优， LID相对偏 高  N型双面电池组件 PID96功率衰 减较严重 0 1 2 3 4 5 CTML LID HF10 DH1000TC200 PID96 Bifi P型双面 N型双面 HIT BIFI cell Type CTML（ ） Bifi LID HF 10 PID96 TC 200 DH1000 P PERC 2.50 65 2.06 1.60 3.30 0.35 1.55 N PERT 6.45 75 -0.82 0.34 5 0.09 0.92 HIT 3.57 80 0.35 1.18 3.15 0.40 1.15 几种双面电池对比 * Encapsuled by Double glass and POE 不同高度背面辐照不同 组串优化器 Maxim Optimizer per 24 cells Conventional Bypass Diode per 24 cells 性能 电池串级 MPPT提供最佳的优化性能，获得组件最大发电量 简易 接线盒集成方案，无需现场进行安装，独立工作无需额外的软硬件支持 成本 使用高度集成的优化器芯片，最低成本的优化器解决方案 同一组件不同串有 不同背面辐照量 需要有数据支持 测试 中 双面组件吸热问题 Front Abs. Back Abs. Front Eff. Front Heat Ratio Back eff. Back Heat Ratio Ground Rel. Heat Gen. 单面背板 91.6 31.9 21.2 71.4 0.0 3.2 10.0 73.6 双面双玻 87.6 83.5 21.2 66.4 17.0 6.7 10.0 73.0 考虑正反光 ,双面双玻的热产生率比单面背板组件低 0.6