双面电池的可靠封装与挑战+周光大

双面电池的可靠封装与挑战 报告人：周光大 2019年 11月 26日 多晶硅 硅棒 硅片 玻璃 电池片 封装胶膜 背板 /玻璃 封装胶膜 接线盒 +边框 快速发展中的组件和电池技术 ★ 组件及电池技术发展精彩纷呈 双面 PERC 叠瓦 /拼片 /叠片半片 /多主栅 N-TOPcon IBC/HJT电池 ★ 双玻组件技术及双面电池技术引发了封装材料的新需求 POE 共挤 POE/共挤 EVA 透明背板 /网格玻璃 双面发电发展史：全行业共同推进典范 ★ 双面电池的发展 N型电池的单 (双）玻封装； PERC技术推动的 P型双面电池 ★ 双玻组件技术的发展 玻璃的薄型化量产； 玻璃厂商大规模的电站应用推广； 双玻层压设备及工艺成熟 ★ POE封装的日益成熟 Dows、 Mitsui的热塑、交联产品； 福斯特发展了抗 PID的 POE； 双面 P型的双玻组件 ★ 第三批国家“领跑者计划” 的 大规模推动； 双面电池的 PID机理  P型双面电池的结构设计，易导致电荷在界面进行累积。 离子进入 AlOx钝化层 中和固定的负电荷，造成 PID。  封装材料解决方法  增强阻隔能力；  原料制程全体系纯净化； Glass SiNx n+ emitter p type Si AlOx SiNx Encapsulant Encapsulant Glass P-Perc Bifacial cell e-1 e-1e-1e-1 - - - - - - 钝化作用，降低表面少子复合 K中心 缺陷， 中性 PID 96hInitial ↓11.8% PID test condition: 85C, 85RH, -1000Vdc PID 96hInitial PID 96hInitial Front Rear 福斯特 TF系列：抗 PID的 POE胶膜 常规 POE+ N-bifacial cell 常规 POE+双面 P-PERC Test condition: 85℃ , 85% RH, -1500V. 0.97% 0.36% TF4 POE, no power loss of P-type Bifacial modules after -1500V PID192h. TF系列 POE双玻双面 P-PERC组件的 PID测试 硫化 双面电池的 POE：层压效率可同等提升 ★与 EVA接近的交联速度 ★与 EVA的搭配使用方法 Glass EVA Bifacial cell POE Glass 10 12 14 16 18 20 22 24 26 0 20 40 60 80 100 Gel content (%) Laminatio n time (min) 140 o C 145 o C 150 o C 155 o C Laminatio n temp:  保持最高的正面透光率；  解决组件的 PID特性； 胶膜型号 TC50 TC90 F406P EVA 4:54 11:47 TF4 POE 4:32 15:42 Other1 POE 6:23 16:55 Other 2 POE 6:51 17:57 Other 3 POE 6:16 17:41 硫化交联时间对比 双玻双面发电的网格玻璃与封装胶膜 0 500 1000 1500 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Peel strength (N/cm) Da mp Heat Test Time (h ) TF4 POE/ G lass F406P EVA / Gl ass POE与玻璃的粘接性 POE与网格陶瓷的粘接性 双玻中两层玻璃的钢性形变  白釉处玻璃的 Si含量少导致的 Si-O-Si少 Initial HAST48h TF4 POE 83N/cm 65 N/cm Competitor 22N/cm -- 玻璃本身的翘曲度； 层压应力导致的应力残留； 安装时本身自重导致的应力累积 单玻双面组件与透明背板 两个问题？ 1、透明背板可靠不可靠？ 2、透明背板可以怎么封装？ 400 600 800 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 320 340 360 380 400 420 440 460 0 20 40 60 80 100 Wav eleng th/nm Transmit tance/ % Coati ng-15μm T % ( 280-380nm) =0. 79% Tedlar T % ( 280-380nm) =8. 41% Transmit tance/ % Wav eleng th/nm Gla ss C PC TP C 透光率 ~90% 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Wav eleng th/cm -1 Refl ectiv ity /% Grid coa ting-3μ m Grid coa ting-6μ m Grid coa ting-9μ m Grid coa ting-12 μm Grid coa ting-15 μm Grid coa ting-20 μm Grid coa ting-25 μm 20um涂层反射率 R%可以超过网格玻璃 78%； 透明背板的耐候性 ★透明背板具有与常规背板同等的耐候性，长期的透光率保持率 0 100 200 300 400 80 82 84 86 88 90 92 Transmit tance/ % UV ag ing/ Kwh CPC-T% TPC-T% CPC- △ Yi TPC- △ Yi 0 2 4 6 8 10 △ Yi 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 80 82 84 86 88 90 92 Transmit tance/ % UV +DH agi ng/Kwh CPC-T% TPC-T% CPC- △ Yi TPC- △ Yi 0 2 4 6 8 10 △ Yi 0 500 1000 1500 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 断裂伸长率 (%) DH Aging t ime(h) CPC/TD CPC- △ Yi CPC/MD T PC- △ Yi T PC/TD T PC/MD 0 2 4 6 8 10 12 △ Yi 0 400 800 1200 1600 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 白色网格 /PO E 网格 - △ Yi 白色网格 /EVA Coa ting - △ Yi Co a ting/PO E Co a ting/E VA DH Aging t ime(h) Adhesi on(N /cm) 0 2 4 6 8 10 △ Yi 0 100 200 300 400 80 82 84 86 88 90 92 Transmit tance/ % UV ag ing/ Kwh CPC-T% TPC-T% CPC- △ Yi TPC- △ Yi 0 2 4 6 8 10 △ Yi 0 500 1000 1500 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 断裂伸长率 (%) DH Aging t ime(h) CPC/TD CPC- △ Yi CPC/MD T PC- △ Yi T PC/TD T PC/MD 0 2 4 6 8 10 12 △ Yi ★即使不用氟膜的 CPC透明背板，也能保持好的老化特性  背板白色涂层可以具有更佳的附着力 透明背板光伏组件的封装：需要更好的封装材料  PID有更高要求  耐 DH也有更高要求 水汽影响加大， 共挤 POE在单玻 中挑战会更大 DH2000h (PL: 7.2%)初始 EL  常规 POE封装 N型双面电池单玻组件 PID 96hInitial PID 96hInitial Front Rear  常规 POE+双面 P-PERC+Glass  常规 POE+双面 P-PERC+透明背板 ↓0.28% ↓0.37% PID 96hInitial PID 96hInitial Front Rear ↓4.85% ↓22.0% EVA/POE共挤产品：单玻透明组件的 PID 共挤的 EVA比较难解决水汽阻隔导致的 PID问题； 建议行业通过电池工艺端和胶膜端共同解决； 初始 PID96h PID192h F406PS+共挤膜 +P型双面 +双玻 ↓ 0.14% ↑ 1.01% ↓ 0.99% ↓ 0.20% 初始 PID96h PID192h F406PS+共挤膜 +P型双面 +透明背板 ↑ 1.3% ↓ 2.17% ↓ 0.99% ↓ 5.73% 初始 PID96h PID360h TF4 POE+双面 P-PERC+Glass ↓ 0.42% ↓ 1.98% ↓ 1.28% ↓ 3.83% 初始 PID96h PID192h PID264h TF4 POE+双面 P-PERC+透明背板 ↓ 0.78% ↓ 1.80% ↓ 3.32% ↓ 1.80% ↓ 3.41% ↓ 4.13% EVA/POE共挤产品 ★美好的想法 ★共挤 POE的优势在层压良率及 原料成本； ★ POE的优势在于成本和层压表 现； 0 2 4 6 8 10 透光率 交联速度 层压良率 自身耐候力 抗 PID 成本 EVA与 POE产品性能对比 EVA POE 0 2 4 6 8 10 透光率 交联速度 层压良率 自身耐候力 抗 PID 成本 共挤 POE/POE性 能对比 共挤 POE POE 总结 双面电池凸显了封装材料和封装方式的重要性； 双面双玻组件提升了材料的可靠性的同时引入了形变及粘接可靠性要求； 无论是氟膜背板还是 CPC背板，透明背板本身有较好的耐候性，但需要选择 较好的封装胶膜。 EVA胶膜全球市场份额 福斯特 其他 POE胶膜全球市场份额 福斯特 其他 背板全球市场份额 福斯特 其他 创新技术为明天！