BIPV应用中封装及安装材料性能探索

BIPV 应用中封装及安装材料性能探索 报告人 ：林维红 2020.11.04 光伏组件在建筑中应用形式 BAPV BIPV 名称 安装型屋顶光伏 建筑光伏一体化 相同点 建筑物整体美观 侧重点 安装型 构件型 建 筑 负载 增加 无 组 件 要求 标准光伏组件 具有建材性能 安全性 原有建筑提供 组件安装结构提供 维修 简便 较难 BAPV BIPV BIPV BAPV 安全 美观 封 装 材 料 适用 丁基胶 安 装 材 料 结构胶 背板 胶膜 一、封装材料的选择——黑色胶膜  屋顶用黑色胶膜  黑色胶膜与常规胶膜搭配， 可使组 件外观 与建筑 风格具 有更好 的风格 匹配 ；  胶膜组合通用性好 Glass POE/EVA Si-C cell 黑 色胶膜 Glass Glass POE/EVA Si-C cell 黑 色胶膜 背板 灰 色 屋面组 件 黑 色 组件 黑 色 胶膜 0 500 1000 1500 2000 0 50 100 150 200 250 300 Damp-Heat Peel Strength (N/cm) Damp-Heat aging time (h) 0 500 1000 1500 2000 0 1 2 3 4 5 Damp-Heat YI Damp-Heat aging time (h) 0 50 100 150 200 -2 0 2 4 6 8 10 YI Accumlated Exposure Doze (kwh/m 2 ) QUV, Light/Condensation/Spray400 600 800 1000 1200 1400 0 20 40 60 80 100 Reflectivity/% High R%-White Grid Bifical cell T% Wavelength/cm -1 0 10 20 30 40 50 60 Transmittance/% 二、封装材料的选择——图案化背板 图案化背板 功率增益 白底黑网格背板 透明白网格or黑网 格背板 图案定制化背板  背板正面、背面图案化，可达到与 建 筑美观更好匹配； BEC-301B 高反黑色 背板红 外波段 反射 率＞70% ，组件功率 增效可 达2% 以上;  涂覆型背板图案化与其他性能具有 很 好的叠加相容性。 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Reflectivity/% Wavelength/cm -1 High R% Black Normal Black180°, 100mm/min 180°, 100mm/min 180°, 100mm/min 180°, 100mm/min ——空气面黄变 A 样品：TPE 背板，熔滴； B 样品：PET 背板， 熔滴 C 样品：TPT 背板，火焰蔓延； D 样品：BEC-301 背板，火焰蔓延 ， 阻燃等级VTM-2; E样品：BEC-301阻燃型背板, 火焰熄灭, 阻燃等级VTM-0； 三、封装材料的选择——阻燃背板 点燃10s 阻燃层  DH2000h 后，空气面氟涂 层黄变 程度 △YI3.0 ；  QUV200kwh/m 2 (1.20W/m 2 @340nm, 65 ℃,Spray) 后，氟涂层黄变程 度△YI2.5 ； 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 -1 0 1 2 3 4 5 Damp-Heat Coating Adhesion （grade ） Damp-Heat aging time (h) 0 200 500 800 1000 1500 2000 2500 3000 -2 0 2 4 6 8 10 YI Damp-Heat Damp-Heat Aging Time (h) 0 50 100 150 200 250 300 -2 0 2 4 6 8 10 YI Accumlated Exposure Doze (kwh/m 2 ) QUV, Light/Condensation/Spray四、封装材料的选择——含铝层阻燃背板 Fluororesin 2 Adhesive PET Fluororesin 1 Al foil Ignite 30s BEAL-304 BEC-301 Ignite 30s 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 10 20 30 40 50 Peeling Strength at Layers (N/1.5 mm) Damp-Heat Aging Time (h) Damp-Heat 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 Peeling Strength at Layers (N/15 mm) Total Irradiation (kwh/m 2 ) QUV, Light/Condensation/Spray  高温高湿、紫外长期老化后，氟涂 层黄变 程度 △YI3.0 ， 氟涂层/Al 层间剥 离强度≥5N/cm 0 200 500 800 1000 1500 2000 2500 3000 -2 0 2 4 6 8 10 YI Damp-Heat Damp-Heat Aging Time (h) Air Side EVA Side0 1000 2000 3000 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 MVTR (g/m2.24h) Damp-Heat aging time(h) BEAL-304 BEC-301  水汽阻隔性能  导热性能 产品 导热系数w/mk EVA 胶膜 0.25~0.30 POE胶膜 0.25~0.30 常规背板 BEC-301 0.20~0.24 含铝背板 BEAL-304 0.23~0.28 10:49:3511:39:3512:29:3513:19:3514:09:3514:59:3515:49:3516:39:35 20 40 60 80 100 120 140 BEAL-304 BEC-301 Power/W 10:49:35 11:39:35 12:29:35 13:19:35 14:09:35 14:59:35 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 BEAL-304 BEC-301 Power/W  含铝背板具有很好的水汽阻 隔性和导热性能，有助于 组件 散热。 五、安装材料的选择——结构胶 中空玻璃密封 建筑幕墙装配 满足0.6MPa 国标建筑幕 墙遭遇超强地震 双玻组件背挂钩安装 双面双玻组件边框安装 结构胶 屋顶彩钢板构件连接 屋顶瓦片/ 光伏顶棚连接  硅酮结构胶，源于建筑 挂重：2kg 试验情况： 1 ）胶层外观无粉化、起泡； 2 ）DH3000 ：位移 ≤2mm 85 ℃ 挂重：45kg 试验情况：户外 1 ）胶层外观无粉化、起泡； 2 ）36月位移极轻微, ＜0.4mm 胶样：150mm*30mm*2.5mm*4; 重量：约450kg(6 人) 试验情况： 1 ）拉伸载荷约为10kg/1cm 2 ； 2 ）6 人跳动10min 无脱胶变形；  与镀锌、镀铝锌、镀铝镁 锌等钢 板具有很好粘结性；  与彩钢防腐涂层具有很好 的粘结 性；  可避免螺丝紧固不牢、钢板受挤 压变形、打孔位置生锈、 渗水等 问 题； 结构胶类型选择——双组份/单组份 单组份 硅 酮结构 胶 双组份 硅 酮结 构 胶 脱醇型结构胶，固化过程中释放出少量乙醇 与空气中的 水汽反应固化； 深层固化相对缓慢； 双组分互相反应； 深层固化速度较快 ； 受环境温度、湿度影响； 受 环境湿度影响小 ； 结合操作细节辅助控制， 手动操作方便，户外使用优选 工艺、质量可控性高， 设备打胶方便，室内使用优选 单组份 双组份 表 面 接 触 水 汽 后 开 始 固 化 ， 由外而内，速度越来越慢 。 内外同步固化，短时间从黏 流态变成弹性态物质，赋予 支撑强度。 200L/20L 设备打胶 490ML 手动打胶 330ML/600ML/2500ML 手动打胶/ 小型设备打胶 FS 527 FS 528 五、安装材料的选择——丁基胶 水汽敏感电池边缘封装 要求封边胶的水汽透过率 MVTR0.01g/m 2 .24h 玻璃 3.2 0.01 POE 0.45 3~5 背板 0.30 1~1.5 边框密封胶 2.0 40~50 硅酮结构胶 2.0 15~20 PIB-401 0.6mm 0.1~0.15 PIB-401 6mm 0.01  建筑领域应用  光伏领域应用 彩钢板接缝防水 阳光房接缝防水 阳台裂缝修补 屋顶裂缝修补 墙面裂缝修补  与 玻 璃之间的粘 结性能 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 DH Aging Time/h Lap Shear Strength/MPa 丁基胶长期可靠性  耐 紫 外 性能  产 品 种类  包 装 方式 黑色 桶装 胶袋装 白色  BIPV 应 用 中 光 伏 组 件 建 材 化 、 构 件 化 ， 对 电 池 片 封 装 材 料 的 要 求 与 常规光伏封装材料具有差异化 ， 需要结合组件的安装结构进行选择 。  硅酮结构胶作为结构性连接材料 ， 丁基胶作为防水隔水材料 ， 均可 为BIPV 应用中组件的差异化安装方式提供长期可靠性的支持 。 总结 谢 谢！