N形势下高效组件封装材料及增效方案

N形势下高效组件封装材料及增效方案 1常州斯威克光伏新材料有限公司2022.12.9 目 录 背 景01 N型HJT电池组件封装方案03 N型TOPCon电池组件封装方案02 组件间隙光利用增效方案04总 结05 SVK 产品06 PART ONE 背 景 01 组件及电池技术市场预测 ITRPV 预测： 2019-2025 年双面组件市场占比变化趋势ITRPV 预测：2019-2030年不同电池技术的市场占比变化趋势Ø 根据ITRPV 的最新预测，到2025年，铝背场电池将会完全消失，PERx技术的电池占比将会大于70%。Ø N 型电池技术发力，N型组件出货增加，TOPCon技术先发，HJT技术跟后。 PID-p机理--以N型PERT/TOPCon电池为典型代表 Ø 虽然在负偏压下，Na+离子仍会往硅片表面迁移，但N型电池上表面为B掺杂，带正电，Na离子无法往内部进一步迁移，所以不会导致功率降低。32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition，Kyungchan Kang，LG Electronics N型TOPCon电池PID-p的失效机理N Areap+ Emitter Al2O3SiNxSiNxEVAGlassEVA Glass/BacksheetAlAl++ E外—— SiO2/n+ Poly-Si+ + + + + + + + +- - 负偏压下，SiNx表面积累正电荷，而Al2O3带有负电荷，导致场钝化效果变差。Ø 双面N型电池主要是由于氮化硅积累正电荷，与带负电荷的Al2O3，电场方向相反，增加表面复合，降低场钝化效果，导致电流损失。Solar Energy Materials & Solar Cells140 (2015) 361–365 PID-p的恢复方法p 通正向电压 p 光照 Ø 区别于钠离子迁移导致的PID-s现象，PID-p的类型可以通过光照进行恢复。且在光照下基本无衰减，所以在户外是不会有PID-p产生。32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition，Kyungchan Kang，LG Electronics PID-p恢复原理 Ø 氮化硅表面积累电荷，是由于其本身具有较高的电阻率，但是在光照下，有文献解释其电阻会降低，电荷会传到至电极，使极化作用消失。所以户外实际工作过程中，并不会有PID产生。32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition，Kyungchan Kang，LG ElectronicsSolar Energy Materials & Solar Cells 80 (2003) 209–216 PART TWO N型TOPCon电池组件封装方案 02 N型电池TOPCon组件封装方案正面玻璃共挤PO膜N型TOPCon电池EVA胶膜背面玻璃 正面玻璃PO膜N型TOPCon电池EVA胶膜(TS )背板 Ø N型TOPCon电池与P型PERC正反对调（双玻），单玻：正面PO膜，背面EVA(TS)膜；Ø 电池正面银浆性能差异，耐水汽腐蚀问题，需优化胶膜保护功能； N型TOPCon电池问题点单玻功率衰减水汽敏感耐候不足电池腐蚀 N型电池封装遇到的问题 双玻 DH1500h EL单玻 DH1500h EL N型电池(Topcon)：高光电转化效率 特点：电池的正负极与P型电池相反 TOPCon电池搭配不同胶膜单玻可靠性n 同一厂家电池片选用POE、WEVA(普通)、EPE和EVA(普通)进行单玻封装，对比PCT后样板的EL照片POE+WEVA(普通） POE+EPE EPE+POE POE+POEPOE+EVA(普通） POE+EVA(TS) POE+WEVA(TS) PCT192初始PCT120Ø N型TOPCon电池单玻组件中正面使用PO胶膜，背面使用耐酸EVA胶膜时能够减少水汽对电池的腐蚀。 TOPCon电池搭配不同胶膜可靠性n 不同厂家电池片搭配POE+EVA(TS)进行单玻封装，对比PCT后样板的EL照片 PCT192初始 PCT120A公司B公司 C公司 n 同一厂家电池片搭配POE+POE、EPE+EVA和POE+EVA(TS)进行双玻封装，对比PCT后样板的EL照片POE+POEEPE+EVA POE+EVA(TS) PCT192初始 PCT120Ø 不同厂家N型TOPCon电池单玻组件由于工艺/浆料等差异在极端湿热老化后EL照片有较大不同。 Ø N型TOPCon电池双玻组件中不同封装胶膜组合对样件极端湿热老化后的EL影响较小。 黑色封装材料n TOPCon背面无需抗PID-p，黑色EVA胶膜匹配黑组件成本 可靠性 组件功率提升高反黑背板 低成本反射率低 功率损失PID风险 高反黑色胶膜提升组件功率 红外高反射适用于BIPV美观性 稳定性 黑色封装胶膜产品介绍 黑色EVA：紧贴电池片背面。白色EVA：紧贴背板或背玻。6.83% 7.96%3.76% 4.61%0.00%5.00%10.00% PID192h DH2000h功率衰减 % 高反背板与高反黑膜功率对比 高反背板 高反黑膜我司产品对比市场上的高反黑背板拥有红外反射性能Ø 胶膜的黑色层在保证黑色外观同时具有红外波段光反射的特性，白色层实现胶膜红外光高反射。Ø 设计黑白功能层结构，不仅能降低成本，背面的白膜含有钛白粉，还能有效解决PERC单玻组件的PID问题。 PART THREE N型HJT电池组件封装方案 03 N型电池HJT组件封装方案正面玻璃专用胶膜(HA系列EVA）N型异质结电池专用胶膜(HA系列EVA）背面玻璃 正面玻璃专用胶膜(HA系列共挤PO）N型异质结电池专用胶膜(HA系列共挤PO）背面玻璃Ø N型异质结电池使用专用EVA/EPE胶膜，无PID现象，正背面胶膜一致 Ø 提高粘接与抗腐蚀能力，无主栅一体化胶膜（耐固系列） HJT电池对胶膜的要求 HJT电池组件问题水汽、失效 腐蚀 ITO层 粘结力 低、 脱层 风险降本、 无主栅 无主栅、焊接 滑移、虚焊 异质结电池(HJT)：高光电转化效率(理论效率27%，量产效率25%)表面的ITO：粘接机理改变 不耐水汽 降本：无主栅、焊接问题 HA系列胶膜与电池老化性能胶膜名称 初始剥离强度（N/cm） PCT老化后剥离强度（N/cm） 150℃烘烤后剥离强度（N/cm）SVK 高截止EVA 25.46 17.23 37.29HA-GJ 62.03 70.1 74.55HA-J 67.08 69.12 78.63表2 HA异质结胶膜老化及烘烤后与电池剥离强度测试 25.459 65.37123.371 63.24724.322 58.321010203040506070 普通EVA HA-J胶膜与电池粘结力 / N R Z A 双85紫外老化后高粘异质结胶膜与电池剥离强度 HA-J系列胶膜与不同品牌异质结电池粘接力Ø 通过配方调节，我司高粘异质结封装胶膜与HJT电池的粘结力，从20N/cm提升至60N/cm，并能适配市面不同品牌的HJT电池，胶膜在老化之后与异质结电池仍保持高粘结力。 HA-F胶膜PID,DH功率衰减0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%3.5%4.0%4.5%5.0% DH1000 DH2000 PID192h DH1000 DH2000 PID192h正面 背面功率衰减 功率衰减 HA-J胶膜 功率衰减 HA-F胶膜 HA-J DH2000 HA-J PID192HA-F DH2000 HA-F PID192HA-F与HA-J系列胶膜功率衰减对比 HA-J与HA-F老化后EL对比图Ø HA-F异质结封装胶膜在PID和DH老化后均表现良好，在湿热环境中能有效保护电池片。 异质结电池转光胶膜常规高透胶膜紫外光照射下 转光1胶膜紫外光照射下 转光2胶膜紫外光照射下 Time Isc Voc Imax Vmax Pmax FF对比样（高透） 初始 10.368 11.593 10.086 8.755 88.306 73.473% 转光1 初始 10.391 11.636 10.116 8.780 88.920 73.459%转光2 初始 10.396 11.713 10.142 8.743 88.668 72.815%Ø 通过对比同配方高透胶膜和转光胶膜之间外观及功率的差异，发现两款转光胶膜在功率方面相较于普通胶膜有0.3-0.7W的提升，在紫外光下转光胶膜对紫外光有激发反应，表现为蓝色反光，其中使用转光粉效果更为明显。 PART ROUR 组件间隙光利用增效方案 04 SVECK 间隙光利用形式间隙光定向反射利用，减少浪费，提高利用效率p 间隙反光膜 SVK-JX02TOPCon双玻应用，替代镀釉，降本增效 网格背板-无序利用 反光膜-定向利用 间隙贴膜（反光膜）功率提升机理SVECK 白膜 网格背板 反光膜间隙光利用形式p 汇集间隙光进行光电转化，提高功率条码 条件 FF Isc Voc Imax Vmax Pmax442220I149001 网格玻璃 0.845 10.182 46.165 9.786 41.142 401.335442220I149002 网格玻璃 0.847 10.194 46.155 9.790 41.108 401.609442220I149003 白膜 0.847 10.265 46.369 9.818 41.151 403.064442220I149004 白膜 0.846 10.274 46.295 9.811 41.028 402.529442220I149005 反光膜 0.791 10.365 49.438 9.842 41.201 405.519442220I149006 反光膜 0.846 10.336 46.435 9.873 41.133 406.109表1 网格玻璃，白膜，反光膜功率对比Ø 对比网格玻璃组件，间隙贴膜（反光膜）组件功率高出0.8%。Ø 对比白膜，间隙贴膜（反光膜）组件功率高出0.6%。 SVECK 间隙贴膜收益测算 相比与网格玻璃，贴膜增益3W，每年可为企业额外带来约544万的收益SVECK 间隙贴膜设备1、适用产品：背玻2、贴膜节拍：单个玻璃贴膜时间≤17s 3、贴膜良率：生产良率≥99.5%4、兼容性强：玻璃最大尺寸2550x1450,最小尺寸1700x10105、贴膜精度高：±0.2mm6、贴膜头数量：串贴膜：7*2 = 14；片贴膜：12*2 = 247、灵活配置：可根据产线布局情况灵活进行在线和离线对接设备参数 设备组成 串贴膜片贴膜下料 上 料1、串/片贴膜采用双组贴膜头，提高设备贴膜效率2、选配视觉定位：可针对来料中心孔误差进行贴膜位置的纠偏3、膜带盘设计为横放，方便操作工更换膜带盘4、设备预留更换膜带盘位置，方便操作工更换膜带盘5、设备占地面积小，方便产线布局6、片贴膜头不动，片贴膜头上的线缆寿命长7、伺服规整，可实现版型一键切换 SVECK 间隙贴膜设备 SVECK 间隙贴膜设备 SVECK SVK产品封装方案汇总组件类型 Perc双面双玻 透明背板Perc双面组件 白色背板Perc双面单玻 TOPCon组件 异质结组件 XBC组件 钙钛矿胶膜搭配 POE+POE POE+POE EVA+高抗EVA 单玻：POE +EVA（TS） 多主栅电池EVA/共挤胶膜“HA”系列 承载一体化胶膜“耐固”系 列 热塑性PO胶膜EVA+POE EVA+POE POE+POEEVA+共挤POE EVA+共挤POE EVA+共挤POE 双玻：共挤POE/EVA+EVA 无主栅电池承载一体化胶膜“耐固”系列EVA+EVA EVA+EVA EVA+白色EVA、共挤白色EVAØ 双面电池封装胶膜的选择方案，主要围绕抗PID性能，组件端层压良率，以及性价比三方面进行考量。Ø 2021年IEC 61215新标，增加了PID后对电池进行光照恢复的辐照量。经过多家电池验证，双EVA封装，大多厂家可以满足，如果需要全部满足，光照恢复时间还需要延长。 SVECK 总 结p TOPCon组件，单玻中EVA（TS）可以改善栅线腐蚀情况，双玻可以沿用PERC共挤混搭方案；p HJT组件，需要专用胶膜（EVA/EPE）进行封装，提升粘结与耐水汽腐蚀能力，无主栅组件选择“耐固”系列胶膜以及UV胶水；p 红外高反黑色EVA胶膜在TOPCon与HJT应用更合适，无需PID-p要求，全黑组件搭档；p HJT组件催生紫外转光胶膜，紫外转光能力要求稳定（耐候）； p 间隙贴膜降本提效显著，功率提升高于网格玻璃(~0.8%)，TOPCon与HJT双玻应用方案成熟。 SVECK