百佳：低醋酸腐蚀胶膜在新型电池封装的应用研究 (1)

低醋酸腐蚀胶膜在新型 电池封装的应用研究 熊唯诚CONTENTS 目 录 01 02 03 04 公司和胶膜介绍 抗腐蚀胶膜的特点 EVA湿热/热老化 不同电池封装公 司 和 胶 膜 介 绍 PART 01百佳年代简介发展历程 2011年 成立光伏薄膜事业部 2012年 成立PC薄膜事业部 2013年 成立BOPET薄膜事业部 2015年 成立装饰基膜事业部 2017年常州百佳年代薄膜科技股份有限公司成立 2020年设立盐城百佳和越南百佳两 家子公司，同时建设BOPET第二条 生产线； 12月份引入中石化、国电投、招商 局资本等战投，同月完成IPO辅导备 案工作 2007年常州百佳薄膜科技有限公司成立 2016年 新材料研究院成立 设立美家未来（装饰膜）和 巨美（家电膜）两家子公司 2018年设立威斯敦和（胶黏剂）佳为 科技（PIR风管板材）两家子公司。 威斯敦每月出货量折算到背板产能800 万m 2 /月。 2011- 2015 2016 2017 2007 2020 2018百佳胶膜简介 常 州 基 地 ： 12GW 光 伏 封 装 胶 膜 30GW 光 伏 前 板 及 背 板 盐 城 基 地 ：28GW 光 伏 封 装 胶 膜 越 南 基 地 ：4GW+12GW 光 伏 封 装 胶 膜 西 安 基 地 ：5GW+5GW 光 伏 封 装 胶 膜 （预计2022年2月投产）百佳胶膜发展路线图对胶膜的需求趋势 2021-2023年光伏胶膜需求将达18.0/24.3/28.8亿平米。 低醋酸无害化 EVA在长期湿热和综合老化中，抑制树脂EVA的水解，减少游离酸对电池表面，焊 带，银浆，玻璃的腐蚀作用。 离子捕捉 离子捕获剂、活化的离子交换树脂，对游离出来的Na + ，K + , Li + , Ca 2+ ，Cl - 等起到 离子捕捉作用，有效吸附胶膜中的游离离子，从而实现组件抗PID现象的作用。 助剂迁移 EPE胶膜中，EVA和POE层对助剂的极性和相容性不同，交联前和交联中，助剂 容易发生迁移导致POE助剂的流失，从而POE反应致密性产生变化。抗 腐 蚀 胶 膜 的 特 点 PART 02新型电池对胶膜性能要求 • 铝质银浆中由于Al的存在，使得电池于醋酸的要求非常高； • N型电池由于隧道穿和非晶硅的存在，少子寿命延长，抗PID性能增加。 • 钙钛矿OPV不耐高温，低温≤120℃短时层压工艺； • 钙钛矿怕湿气影响，较低WVTR0.1g/m 2 .天； • 钙钛矿怕UV/热氧老化，较低的OTR0.1cm 3 /m 2 .天.atm; • 钙钛矿多界面脱层，更低的热膨胀系数。 • HIT电池片表面与晶硅电池片表面差别较大，与常规胶膜粘结力较弱； • HIT组件对水汽敏感，需提升组件整体水汽阻隔性； • 钝化层对紫外线敏感，电池片易发生光老化。 Topcon HIT 钙钛矿抗腐蚀封装胶膜的特点 针对抗腐蚀封装胶膜应用，有这么一些性能上的特点： 1. 和界面有较好的初始剥离力，以及老化后剥离力≥40N/cm （HAST老化）； 2. 交联后助剂的残留比较少，交联助剂的纯度高，如卤素离子90%； 3. 老化后游离酸含量少，HAST96hr老化后游离酸含量≤200ppm； 4. 老化后对金属焊带的腐蚀现象比较轻微；老化后组件的EL照片显示没有阴影。抗腐蚀封装胶膜初始物性 测试项目 标准 抗腐蚀胶膜 常规胶膜 常规检 测 透光率 280nm~380nm ＞80% 85.22 86.75 380nm~1100nm ＞90.5% 91.07 92.32 初始剥离 强度 TO 玻璃 ＞80N/cm 163.28 156.63 TO 背板 ＞60N/cm 128.40 121.02 体积电阻 ＞1.0*10 15 8.1*10 15 2.4*10 15 HAST48 剥离 强度 TO 玻璃 ＞35N/cm 45 37 TO 背板 ＞30N/cm 44 40 熟料DSC固化晗 ≤3/g 2 2.5 HAST96h 酸含量 KOH(mg/g) 150 300抗腐蚀封装胶膜湿热老化性能 常规 胶膜 抗腐蚀 胶膜 常规 胶膜 抗腐蚀 胶膜 常规 胶膜 抗腐蚀 胶膜 HAST 48h HAST 72h HAST 96hEVA 湿 热/ 热 老 化 PART 03EVA 湿热老化 湿热老化， EVA胶膜两种反应，1.脱乙烯醋酸酯生成乙酸和聚乙烯醇；2.扩大的热氧化生成乙酸和聚乙烯化合物。EVA 热老化 EVA存在活性叔氢，叔碳氢键能为381KJ·mol -1 ，容易被空气中的氧分子、残留引发剂自由基进攻，产生“初始” 自由基，相当于引发; 初始自由基进行链增长、链转移反应，进入自动氧化。 引发 分解 连锁反应EVA 的湿热老化影响 PID 192小时老化下，抗腐蚀EVA胶膜封装后的组件功率衰减得到显著的提升。 ID PID时间 组件 FF Isc Voc I max V max P max 衰减 常规胶膜 初始 正面 73.92 9.84 10.90 9.34 8.49 79.31 192H 68.44 9.89 10.81 8.81 8.31 73.19 7.72% 常规胶膜 初始 背面 76.52 7.04 10.75 6.71 8.64 57.93 192H 67.14 7.09 10.65 6.08 8.34 50.81 12.29% 抗腐蚀胶 膜 初始 正面 72.61 9.86 10.90 9.34 8.35 78.02 192H 72.09 9.82 10.89 9.09 8.47 77.05 1.24% 抗腐蚀胶 膜 初始 背面 74.63 7.20 10.77 6.77 8.55 57.91 192H 73.38 7.14 10.75 6.63 8.49 56.35 2.69% * 测试条件，85℃，85%RH,-1500V，通威单晶P型PERC双面电池，166 9主栅 A级EVA 的湿热老化影响 测试项目 标准 常规胶膜 抗腐蚀胶膜 老化 反应 DH2000h △YI ＜3.0 2.7 2.14 △P ＜5.0% 8.56 3.48 TC200 △YI ＜3.0 1.92 1.02 △P ＜3.0% 1.48 0.51 TC50+HF10 △YI ＜3.0 1.67 1.22 △P ＜3.0% 0.83 0.42 UV120KWh/m 2 △YI ＜5.0 4.8 3不 同 电 池 封 装 PART 04建筑一体化黑色胶膜 黑色胶膜，比透明胶膜+高 反黑背板功率增益高0.4-1% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% DH1000 DH2000 DH3000 PID192 UV+TC+HF 湿热老化后组件功率衰减 测试一 测试二 湿热老化后EL照片显示无阴影异质结电池封装胶膜 不同波段 透光率 280-380nm 84.5% 380-1100nm 91.4% 剥离强度 电池 54.1 玻璃 165 背板 144 体积电阻 1*10 15 11 交联度 % 78 HAST 96h 老化Ac mg/g KOH 128 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% PID96 PID192 PID288 DH1000 DH2000 TC200 HF20 HF40 老化后组件功率衰减 测试一 测试二钙钛矿电池封装胶膜 属性 项目 单位 规格 标准 基础物 性 厚度 um 标准值土10% GB/T 6672-2001 宽度 mm 800-1300 百佳方法 吸水率 % ≦0.1 水汽透过率 38℃ 90%RH ≦7g/m 2 .天 GB/T 21529-2008 密度 g/cm 3 0.95士0.05 ISO 1183 剥离强度/背板 N/cm ≧100 GB/T 29848-2013 剥离强度/玻璃 N/cm ≧80 热收缩率 (120℃ x 3min) MD % ≦3.0 TD % ≦2.0 光学性 能 透光率 280-380nm % ≧70 380-1100nm % ≧88 雾度 % ≦3.0 绝缘性 能 体积电阻 Ω•cm ≧1*10 15 体积电阻-60℃ Ω•cm ≧1*10 15 体积电阻-85℃ Ω•cm ≧1*10 14 * 本产品具有和玻璃/金属较好的剥离强度，低的水汽透过率和优异的阻隔绝缘性钙钛矿电池封装胶膜 Cycle 1 Cycle 2 Cycle 3 Cycle 4 700h DH 85 250h DH 250h DH 250h DH 100 TC(-40/85℃) 100 TC(-40/85℃) 100 TC(-40/85℃) 100 TC(-40/85℃) 500h DH/UV (85℃ 85%) 500h DH/UV (85℃ 85%) 500h DH/UV (85℃ 85%) 500h DH/UV (85℃ 85%) UV dose: 300KW.h/m 2小结 01 伴随着N型电池和建筑美观一体化的发展，对EVA胶膜的腐蚀性提出新的要求，抗腐蚀EVA胶膜减少 EVA老化后酸的释放含量，从而使EVA胶膜适应N型电池和建筑美观一体化应用要求。 02 在IEC61215和IEC62730测试老化中，DH长期湿热老化评价周期长，通过HAST96-200h加速老化， 测试老化后胶膜中的游离酸含量，以及对焊带，和电池片腐蚀现象的对比可定性/定量判断胶膜的好坏。 03 常州百佳拥有自己的抗腐蚀和吸附离子的技术，开发出透明/黑色/热塑的抗腐蚀胶膜，可以被应用在 HIT异质结，黑色美观，钙钛矿等电池封装领域。Thanks！ 感谢观看