新型封装胶在光伏组件中的应用-林维红

新型封装胶在光伏组件中的应用 2018.11 西安 常规光伏组件中封装胶的种类 应用部位 用胶种类 作用 特点 接线盒内部 灌封胶 绝缘、导热 1）有机硅类 2）导热性好 3）绝缘性好 接线盒与背板 /背玻璃之间 密封胶 密封、粘结、固定 1）有机硅类 2）粘结性好 3）耐候性好 铝边框 密封胶 密封、粘结、固定 1）有机硅类 2）粘结性好 3）耐候性好 背板 粘结胶 粘结 1）聚氨酯类 2）粘结性好 3）耐紫外差 双玻光伏组件中封装胶的种类 压块安装 优点： 1）易安装 缺点： 1) EPDM 硬度大，易产生应力集中 2) 电站端安装施工压力标准要求高 3) EPDM 易老化，表面打滑 结构胶挂钩安装 优点： 1）易安装 2）胶体硬度低，弹性恢复性优，有效缓解应力集中 3）电站端安装施工标准要求较低 缺点 ： 1）组件流水线上完成，对生产效率有影响 2）对结构胶材料的长期耐候性要求高 压块安装 挂钩安装 光伏用 结构胶 对玻璃 、 铝钩挂 粘结性 耐紫外 老化性 能 耐酸 、 碱 、 盐 雾腐蚀适当的 弹性 、 硬度 、 伸长率 耐热 、 冷 、 高 低温交 替性能 承受组 件 、 风 、 雪 、 地 震载荷 双玻光伏组件中对结构胶的要求 硅酮类 丙烯酸酯类 环氧类 聚氨酯类 单组分 双组分 与空气中的 水汽反应固化； 深层固化非常缓慢； 双组分互相反应； 深层固化速度较快； 受环境温度、湿度影响； 固化速度不可调； 受 环境湿度影响小 ； 固化速度可调，对工艺适用性高； 铝型材 玻璃 化学键 键能（ KJ/mol） Si-O 460 Si-C 360 C-C 350 C-H 414 ≥340nm ≤350KJ/mol ➢高键能的化学键遍布硅酮胶中 ，保证长期稳定性。 ➢ 硅酮结构胶 用于建筑幕墙； ➢ 幕墙面板大量采用了硬脆性的材料（如玻璃、石材）， 但 硅酮结构胶 的使用使得其承受 位 移、伸缩、变位能力 优异 ，使得幕墙不承担因地震使建筑主体结构产生变位而对它产生荷载 （各种弯曲、拉伸、挤压等 ） 应力 ， 从而保持了幕墙自身结构的完整和安全以及作为建筑外 墙围护可靠功能，也体现出建筑幕墙与其他常规外墙围护（砖墙体）无可比拟的安全可靠性 。 GB 16776-2005 建筑用硅酮结构密封胶 ASTM C1184-2005 建筑结构密封胶 ETAG002-2012 欧洲结构玻璃装配系统技术认证指南 IEC 61215-2016 地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定 与定型 拉伸强度、粘接性、弹性 UV/DH/TC/HF等 浸水 7d和水 -紫外老化 300h后 的拉伸粘接强度要求 浸水 7d和水 -紫外老化 5000h后 的拉伸粘接强度要求 ※在水 -紫外 1008h、 盐雾 、 酸雾 、 清 洁剂 、 机械 循环等老化试验 后 ， 强度 保持率 ≥75%。 ※还包括了工字件的剪切强度 、 撕裂 强度保持率 ， 及收缩率 、 蠕变测试要 求 。 在经过 5种条件处理的试件拉 伸粘接性试验后结构密封胶 的内聚破坏面积必须大于 95%。 / 对于试件在经过各种处理后，再进行 拉伸或剪切试验，结构密封胶的内聚 破坏面积都必须大于 90%。 ➢欧标对结构胶强度保持率的规定更能全面评估结构胶耐久性； ➢为 确保 服役更长时间，宜选用 ETAG002 挂重： 2kg 试验时间： 试验情况： 1）胶层外观无粉化、起泡； 2） DH1500：位移 ≤1.5mm 胶样： 50mm*12mm*6mm; 挂重： 2kg 试验时间： 试验情况： 1）胶层外观无粉化、起泡； 2） DH1500：位移 ≤1.0mm 胶样： 50mm*15mm*6mm; 挂重： 45kg 试验时间： 2017.06.30~ 试验情况： 1）胶层外观无粉化、起泡； 2）位移极轻微，＜ 0.1mm； 85℃ &85%RH 85℃ &85%RH 户外试验 结构胶应用于薄膜组件安装 横档式 半框式 薄膜组件中封边胶 —— PIB丁基胶 全框式 • 结构类似烷烃 • 少量端基不饱和双键 • 少量偶联基团 横档及半框式机械载荷模拟效果 (2000mm*1000mm) 体积电阻率 表面电阻率 击穿电压 初始 ≥1*10 16Ω. cm ≥1*10 15Ω. cm ≥25KV DH1000 ≥1*10 14Ω. cm ≥1*10 14Ω. cm ≥20KV TC300 ≥1*10 14Ω. cm ≥1*10 14Ω. cm ≥20KV HF20 ≥1*10 14Ω. cm ≥1*10 14Ω. cm ≥20KV 薄膜 组件中封装胶应用 薄膜 组件中封装胶应用 ➢ 水汽透过率随温度变化 ➢ Linkman ®PIB-401为非交联型光伏组件边缘密封胶 ➢ 常规的封装材料如 EVA、 PO等都具有良好的兼容性 ➢ 具有优异的水汽阻隔性能和耐候性能 ➢ 有效保护光伏组件免受水汽侵蚀影响 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 5 c/ 1 0 0 % R H7 5 c/ 1 0 0 % R H6 0 c/ 1 0 0 % R H Li nkm an@P I B - 401 W VT R (g/ m 2. 24h) 3 8 c/ 1 0 0 % R H ➢ DH 1000h老化中与 封装材料的兼容性 ➢ 耐紫外老化性能 UV&DH 120kwh/m2 UV&DH 60kwh/m2 ➢ 粘结性能 200L桶装 胶带 ➢ 包装方式 • 拥有高性能高质量的新型封装胶材料 ， 将在高效光伏组件中得到越来越广泛的应 用 。 • 封装胶材料的性能及生产质量控制长期稳定性 ， 对保证光伏组件及系统的可靠性 具有更重要的意义 。 福斯特新材料研究院 福斯特杭州总部 小结