共挤POE胶膜在双面电池组件中的应用-桑燕

报告人：桑燕 2020年11月04日 江苏无锡 共挤POE 胶膜在双面电池组件中的应用 第十六届中国太阳级硅及光伏发电研讨会一、双面电池的封装组合及抗PID表现 二、共挤POE 胶膜性能特点 三、共挤POE 使用注意事项 四、总结 主要内容• 2005 发现 PID 现 象 • 2011 年PID 爆 发 P 型 铝背板电池 • 电池端 • 系 统端 • 封装胶膜端 PID 问题解决 • 电池效率提升 • 双面率提升 • 单玻/双玻PID 双面 电池 • 电池端 • 封装胶膜端 PID 问题解决 p 封装胶膜端 ü 增强钠离子阻隔能力 p 封装胶膜端 • 阻止电荷迁移和累积到氮化硅层 • 降低胶膜自身的阳离子含量 一、双面电池的封装组合及抗PID表现 p PID-s 机理 ü 玻璃中钠离子迁移形成漏电流 p 双面电池 PID-p 极化机理 ü 电荷累积，氮化硅层极化带正电， AlOx 层 钝化作用削弱，少子表面复合 增加一、双面电池的封装组合及抗PID表现 p 当前PERC双面电池已成为绝对主流 p 当前PERC双面电池主流封装组合 来源：2019年版 《中国光伏产业发展路线图》 Glass POE Bifacial cell POE Glass Glass 共挤POE Bifacial cell 共挤POE Glass Glass EVA Bifacial cell 常规白色背板 EVA/ 白色EVA Glass EVA Bifacial cell POE / 共挤POE Glass Glass POE / EVA Bifacial cell POE / 共挤POE 透明背板 Ø MBB 多主栅组件 Ø 圆形焊带、TR叠焊技术等需要 使用高克重胶膜，封装胶膜原料 使用量增加，组件成本增加。 圆形焊带直径 胶膜克重 0.40mm 600-610 g/m 2 0.35mm 550-560 g/m 2 0.30mm 490-500 g/m 2 0.23mm 410-430 g/m 2一、双面电池的封装组合及抗PID 表现 0 96 192 288 384 480 576 672 768 864 960 1056 80% 85% 90% 95% 100% 105% 双玻正面 双玻背面 Glass TF4 POE P-perc bifacial cell TF4 POE Glass 双 玻 正 面 双 玻 背 面 初始 PID576h PID1056h Glass EP304 共挤膜 P-perc bifacial cell EP304 共挤膜 Glass 双 玻 正 面 双 玻 背 面 初始 PID192h PID480h Power retention rate 0 96 192 288 384 480 80% 85% 90% 95% 100% 105% 双玻正面 双玻背面 Power retention rate PID Time (hrs) 长效抗PID ！ PID free ！一、双面电池的封装组合及抗PID 表现 正 面 背 面 初始 PID192h PID384h Glass F406PS EVA P-perc bifacial cell EP308 共挤膜 透明背板 Glass TF4 P-perc bifacial cell TF8 透明网格背板 正 面 背 面 初始 PID96h PID192h ↓ 0.26% ↓ 0.19% ↓ 0.28% ↓ 0.37% ↑ 0.40% ↓ 0.34% ↓ 0.26% ↓ 0.34%一、双面电池的封装组合及抗PID表现 二、共挤POE 胶膜性能特点 三、共挤POE 使用注意事项 四、总结 主要内容ü 提升EVA 的双面抗PID 能力 ü 没有POE 的滑移问题 ü 原材料降本 Ø 共挤膜优点 Ø 疑问 • POE 层厚度多少合适？ • 产品控制能力如何？ • 长期封装可靠性如何？ 二、共挤POE 胶膜性能特点 EVA POE EVA EVA POEp 共挤POE ——中间层POE厚度的影响 E/P/E 共 挤膜中POE 层厚度 [μm] WVTR[g/m2/day] 0 100 150 240 350 430 0 5 10 15 20 25 30 Ø 共挤膜中不同POE厚度水汽透过率 EVA POE POE 层 厚度 正面 背面 初始 PID96h 初始 PID96h 200 μm 150μm 100μm 80μm ü POE层厚度直接影响共挤膜的抗PID 性能和水汽透过率。 组件BOM ：玻璃+ 前层EVA+P 型双面电池+ 后层共挤膜+ 玻璃 PID 测试条件：85 ℃，85%RH ，-1500Vdc ↓ 0% ↑ 0.57% ↓ 0.18% ↑ 0.43% ↓ 6.04% ↓ 0.28% ↓ 9.26% ↓ 0.86%p 福斯特EP系列共挤膜 ——中间层控制均匀性 EVA 阻隔层POE EVA 2012 福斯特专利 共挤三层结构 Ø 共挤膜中间层厚度均匀性 POE 层厚度 μm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 50 150 250 350 450 EP 共 挤膜 竞品 1 竞品 2 1.长效的双面电池抗PID性能 2.防滑，MBB组件适用 3. POE层厚度均匀性好 4.收缩率低，产品平整度优 5. 组件层压良率高，材料兼容性好 6. 优异的耐老化可靠性 Ø EP共挤产品特点 特性 测试方法 单位 技术指标 EP304 EP308 收缩率 MD GB/T 29848-2018 % ≤3.0 ≤3.0 TD GB/T 29848-2018 % ≤2.0 ≤2.0 Ø 业内共挤膜存在平整度问题 p 福斯特EP系列共挤膜 ——收缩控制能力 Ø 福斯特共挤膜平整度良好 收缩率 % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 -2% -1% 0% 1% 2% 3% Ø 福斯特共挤膜收缩率控制水平ü 共挤胶膜的透光率和折射率介于EVA 胶膜与POE 胶膜之间。 测试项目 F406P EVA EP304 共挤 TF4 POE 透光率 (%) 1150-700nm 92.77 92.69 92.40 700-400nm 92.52 92.17 91.86 400-290nm 90.58 89.26 88.74 折射率 ~1.485 ~1.490 ~1.493 p 福斯特EP系列共挤膜——光学性能 Ø 透光率曲线对比Ø DH 老化 Ø HAST 老化 p 福斯特EP系列共挤膜——层压件可靠性数据 Ø DH+UV 老化 • HF 老化一、双面电池的封装组合及抗PID表现 二、共挤POE 胶膜性能特点 三、共挤POE 使用注意事项 四、总结 主要内容※ 不同类型胶膜组合封装时，交联度制样结构需 参照实际封装组件的BOM，按各材料叠加，尤 其双玻组件，需叠加后层玻璃； ※ 单独测试后层胶膜交联度，可避免因前层EVA 高交联度导致最终结果偏高而误导工艺设置。 背玻 前玻 不粘膜 共挤 POE 高温布 EVA 不粘膜 Glass 共挤POE Bifacial cell 共挤POE Glass Glass EVA Bifacial cell POE / 共挤POE Glass Glass EVA Bifacial cell POE / 共挤POE 透明背板 三、共挤POE 使用注意事项 Ø EVA与POE交联速度对比 Ø 不同双面电池封装组合 ü 层压参数应根据升温偏慢的后层胶膜交联度设置。 Ø 双玻组件交联度制样结构• 层压参数：温度、时间、压力 • 包边 • 工装：厚度 • 汇流条、焊带：厚度、宽度、到边距离 • 后层玻璃：镀釉层 • 玻璃和胶膜宽幅匹配性 层压条件 • 克重、交联度制样方法 • 层压过程溢胶量 • 层压后双玻四周胶膜厚度 组件BOM 封装胶膜 三、共挤POE 使用注意事项双玻层压工艺： • 工装 • 包边 • 层压温度、压力 双玻制造： • 有效控制组件边缘厚 度 应力释放 边缘脱层 三、共挤POE 使用注意事项 双玻组件四角胶膜 保有率 到边距离 角 -1 角 -2 角 -3 角 -4 EVA+ 共挤POE 0cm 52% 47% 48% 48% 1cm 60% 55% 57% 58% EVA+EVA 0cm 45% 42% 35% 43% 1cm 55% 51% 46% 54% EVA+POE 0cm 38% 48% 47% 45% 1cm 49% 57% 56% 51% POE+POE 0cm 50% 45% 43% 39% 1cm 62% 55% 53% 50% p 双玻组件不同封装组合（双腔包边套框） 距离 边缘距离 角 1 角 2 角 3 角 4 0cm 不套框 9.7% 7.3% 6.2% 5.7% 套框 43.6% 44.9% 42.2% 37.5% 1cm 不套框 27.9% 26.2% 32.9% 26.3% 套框 52.2% 54.0% 51.0% 49.2% p 双玻组件四角厚度（双腔包边） ü 双玻组件的可靠 性与层压工艺、 材料适配性密切 相关。四、总结 1）电池片双面化是大势所趋，但双面组件的PID衰减问题，采用POE胶膜可以解决，但成本较高， 且MBB组件对胶膜高克重的需求，进一步增加了组件的封装成本。从降本角度，共挤型封装 胶膜是一种选择。 2）福斯特EP系列共挤POE产品具有长效、稳定的抗PID能力，POE层厚度控制均匀，收缩率小， 老化后黄变小、粘结保持良好，封装可靠性优异。 3）共挤POE与前层EVA胶膜组合封装双面单玻和双玻都表现出了持久的抗PID能力，但在封装双 玻组件时，建议采用包边+套工装方式层压，并根据共挤膜交联度和组件边缘胶膜厚度保持情 况，适当调整组件制作工艺及层压参数 。创新技术为明天 创新技术为明天