聚烯烃封装胶膜在双面电池组件中的应用-桑燕-solarbe文库

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聚烯烃封装胶膜在双面电池组件中的应用报告人桑燕 2018.11.08 西安主要内容一、背景介绍二、双面电池抗 PID的机理探索三、双面电池抗 PID POE胶膜特性四、总结 www.firstpvm.com 背景介绍 ➢ 双面电池组件在领跑者基地项目的驱动下，双面电池及组件正全面加速发展。具有效率高、弱光响应好、温度系数低、度电成本低等优势，正面和反面都能发电。各类实证试验表明双面发电组件根据地面不同反射情况，发电量增益达 5-30。双面高效电池技术可与半片、叠瓦、 MBB等高效组件技术叠加组合。主要包括 N型双面、 P型单晶双面、 P型多晶双面。 ◼ 但双面电池组件存在的 PID衰减问题，是常规封装胶膜无法解决的。 www.firstpvm.com 背景介绍双面电池组件的 PID现象 P型 PERC双面 PID96h N型双面 PID96h Ini tial PI D 96h 双玻组件正面背面单玻组件正面 Ini tial PI D 96h 双玻组件正面背面单玻组件正面 ➢ 双面电池组件 PID现象 P型 PERC双面不论单晶还是多晶，双玻组件背面衰减大，单玻组件衰减通常在 5-20。 N型双面电池双玻组件正面衰减大，单玻组件衰减较大。测试条件 85C, 85RH, -1000Vdc www.firstpvm.com 双面电池 PID衰减机理探索 ➢ 双玻组件水汽很难进入组件内部，最多也就是从组件四周边缘进入理论上组件四周电池 EL变暗实际上组件电池整体 EL变暗 ➢ 疑问双面电池组件的 PID与环境湿度是否相关 www.firstpvm.com 双面电池 PID衰减机理探索 _EVA ➢ 验证试验 EVA封装组件干热 PID ➢ 不同电池片干热 PID衰减表现不同，说明各电池的衰减机理也有所不同。 ➢ 机理猜想环境湿度对部分双面电池组件 PID衰减不是影响主要因素。 N型双面 -A 双玻组件正面背面单玻正面 Ini tial PI D 96 h 放置 7d N型双面 -B 双玻组件正面背面单玻正面 P型双面 -A 双玻组件正面背面单玻正面 P型双面 -B 双玻组件正面背面单玻正面 Ini tial PI D 96 h 放置 7d 测试条件 85C,不加湿 , -1500Vdc www.firstpvm.com 双面电池 PID机理探索 _POE ➢ POE胶膜的体积电阻率对 N型电池组件 PID的影响 ◆ 组件 Glass POE胶膜 110 N型双面 POE胶膜 110 BEC301背板 16cells Initial PID 96h J 胶膜 TF4P K 胶膜 VR test by IEC62788-1-2 method PID test condition 85oC, 85RH,-1000VDC 当 POE胶膜体电达到 1015Ω·cm后，胶膜体电与 N型电池组件抗 PID性能不呈正相关。 10 14 10 15 10 16 10 17 0 5 10 15 20 25 K J I H G F E D C B Power L oss [] Volume Resista nce [Ω·c m] A www.firstpvm.com 双面电池 PID衰减机理探索 ➢ PID机理猜想 P型 PERC电池双玻组件背玻析出的 Na进攻电池钝化层 16片双面电池组件 Pmp（ W）衰减率（）电池组件类型测试面初始 PID96h P型 PERC 双面 A 双玻正面 69.6 69.2 0.57背面 52.5 44.2 15.81 单玻正面 72.5 68.3 5.79 P型 PERC 双面 B 双玻正面 66.90 64.70 3.29背面 47.70 41.10 13.84 单玻正面 69.8 68.7 1.58  对玻璃的敏感性增加，背板封装的 PID特性由于玻璃封装。 EVA封装双玻 PID衰减 v.s 背板 PID衰减 PID test condition 85oC, 85RH,-1500VDC www.firstpvm.com 双面电池 PID衰减机理探索 ➢ P型 PERC双面双玻组件抗 PID猜想增强背层玻璃与电池片背面之间阻隔，防止 Na进攻电池片。初始 PID96h PID192h PID288h 双玻正面双玻背面组件类型初始 PID 96h PID 192h PID 288h 功率衰减功率衰减功率衰减双玻组件正面 70.1W 70.6W -0.71 67.7W 3.42 6.08W 3.00 反面 52.7W 52.8W -0.19 50.9W 3.42 50.9W 3.42 正面玻璃抗 PID EVA P型 PERC双面电池抗 PID改进 TF4 POE胶膜背面玻璃验证试验 ✓ 小结针对 P型 PERC双面双玻组件，后层采用抗 PID改进、高阻隔的 TF4 POE胶膜封装，即可满足正反两面长效的抗 PID需求。 PID test condition 85oC, 85RH,-1500VDC www.firstpvm.com P型双面电池 POE胶膜改进前后对比 _TF系列产品常规 POE 抗 PID TF4 POE 初始 PID192h PID284h PID488h 单玻组件双玻正面双玻背面 ↓ 0.28 ↓ 0.14 ↓ 1.56 ↓ 1.55 ↓ 2.33 ↓ 2.91 ↓ 0.87 ↓ 1.93 ↓ 3.03 初始 PID96h 单玻组件双玻正面双玻背面 ↓ 0.57 ↓ 15.81 ↓ 1.11 ✓ TF4 POE封装 P型 PERC双面电池常规组件和双玻组件都具备长效的抗 PID性能。 www.firstpvm.com P型双面电池 POE胶膜改进前后对比 _TF系列产品 Initial Pmax 266.1 W PID 192h Pmax 267.0 W 背面正面 Pmax 196.2 W Pmax 195.5 W 改进后 0.34 0.36 P型双面双玻组件 72片版型 Pmp（ W）衰减率（）初始 PID96h 组件 1 正面 347.5 345.0 0.72背面 239.2 237.4 0.75 组件 2 正面 347.8 345.7 0.60背面 239.7 237.4 0.96 组件 3 正面 349.1 347.7 0.40背面 238.7 237.9 0.34 组件 4 正面 350.2 349.3 0.26背面 239.6 238.4 0.50 双面双玻组件 PID实测结果 ✓ 72版型 P型双面双玻组件 PID96h，正面和背面功率衰减均小于 1； ✓ 60版型 P型双面双玻组件 PID192h，正面和背面功率衰减均小于 1。 ➢ 使用抗 PID改进型 TF4 POE封装 www.firstpvm.com N型双面电池 POE胶膜改进后 _TF系列产品 1.38 0.07 PID test condition 85oC,85RH, -1500V dc ✓ 经 PID192h加严测试，使用抗 PID改进型 TF4 POE封装的 N型单玻组件功率衰减小于 2，双玻组件功率衰减小于 3。 Initial PID 96h 背面正面 0.72 PID 192h 0.87 0 0.16 N型双面电池双玻组件N型双面电池单玻组件 Initial PID 96h PID 192h N型半片双面双玻组件 120片版型 Pmp（ W） PID96h 衰减率 PID192h 衰减率初始 PID96h PID192h 组件 1 正面 304.6 301.7 297.1 0.95 2.46背面 275.5 271.2 270.5 1.56 1.81 组件 2 正面 305.7 300.6 297. 9 1.67 2.55背面 271.9 271.0 270.9 0.33 0.37 双面双玻组件 PID实测结果 www.firstpvm.com 双面电池抗 PID POE胶膜特性 ➢ 行业内 POE胶膜应用普遍存在的一系列问题 1 流动性高边缘溢胶多、并片等问题 2 层压问题时间长，交联度偏低 3 粘结保持问题 4 透光率 www.firstpvm.com 双面电池抗 PID POE胶膜特性 1）流动性高 a 边缘溢出导致双玻边缘应力常见问题层压边缘溢胶多抗 PID TF POE 层压边缘溢胶少问题 1. 易粘到玻璃、工装、高温布上问题 2. 导致四周胶膜偏薄，产生应力 ✓ 确保组件四周边缘胶膜厚度与内部厚度的一致性，降低应力风险，保障组件可靠性。 www.firstpvm.com 双面电池抗 PID POE胶膜特性 1）流动性高 b 并串问题 ➢ 常见并串问题 ➢ 并串问题解决方法工装 C型包边层压设备改进 ➢ 抗 PID TF POE 降低熔体流动性并串问题大幅下降 www.firstpvm.com 双面电池抗 PID POE胶膜特性 TF POE 改进后  改进前 POE胶膜需要 18-20min层压，层压效率低；无法满足部分客户对交联度的特殊要求。  改进后层压时间缩短至 13-14min，层压时间和交联度都更接近 EVA。 F406P/F806P EVA 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 ➢ 交联度曲线 8 12 16 20 24 0 20 40 60 80 100 140 o C 145 o C 150 o C Gel content Laminatio n time min 2）层压问题时间长，交联度偏低 www.firstpvm.com 双面组件的封装剥离强度保持 ✓ 经过各类湿热加速老化后， TF4P与玻璃、背板的粘结力保持优异。 HAST Peeling strength N/cm E/G E/B 0 h 220 186 24 h 162 125 48 h 121 103  HAST老化 121℃ ,100RH, 0.2MPa HF Peeling strength N/cmE/G E/B 0 223 178 10 158 139 20 116 96  HF湿冻老化封装胶膜的粘结强度及持久性 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 RT 60℃ 80℃ 100℃ E/G 剥离强度 / N /cm TF初始 EVA初始 PCT 24h www.firstpvm.com ✓ 抗 PID型 TF系列 POE胶膜的透光率进一步提升，基本与透明 EVA胶膜处于同一水平。透光率对比透明 EVA v.s 透明 POE  透光率曲线 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 20 40 60 80 100 Transmi tt ance Wavelength nm F 406 P EVA F 806 P EVA 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 20 40 60 80 100 Transmi tt ance Wavelength nm T F4P PO E T F8P PO E 测试项目 TF4P POE TF8P POE F406P EVA F806P EVA 透光率 1150-700nm 92.6 92.5 92.6 92.4 700-400nm 92.2 92.1 92.3 92.2 400-290nm 89.5 26.6 89.9 25.7 www.firstpvm.com TF系列 POE胶膜封装组件可靠性封装胶膜电池组件 DH1000 TC200 正面背面正面背面 TF4P POE P型双面双玻 1 0.68 1.25 1.69 0.75 双玻 2 1.04 0.55 1.42 0.57 TF4P POE N型双面双玻 1 1.09 0.96 0.19 1.89 双玻 2 1.17 0.74 1.67 1.76 加速老化后组件功率衰减值 ✓使用 TF4P POE胶膜封装的 P型双面和 N型双面双玻组件具有优异的耐老化可靠性， DH1000和 TC200后，组件正面和背面功率衰减均小于 2。白色 TFW-8015 POE简介 ➢ 产品特点 1 与高透型 TF4 POE搭配使用 2 高反射率，有利于提高组件功率增益 3 层压无溢白外观问题 ➢ 产品应用 www.firstpvm.com 200 400 600 800 1000 1200 0 20 40 60 80 100 Ref le ct iv ity Wavelength nm TFW -8015  反射率曲线镀膜玻璃 TF4P POE P型 /N型双面电池 TFW-8015 POE 浮法玻璃镀膜玻璃 TF4P POE P型 /N型双面电池 TFW-8015 POE 背板  耐老化性能  层压外观 0 20 40 60 80 100 120 -4 -2 0 2 4 6 Delt a Yellow Index Ac cumulated UV expo sure doze kWh/ m 2 UVA GlassT F4 PO TF W-8015 BS UVB Gl assT F4 POT FW -8015B S 0 500 1000 1500 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Peel strength N/cm Da mp h eat time hrs TFW -801 5 / BEC 301 BS TFW -801 5 / Gl ass 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 2 4 6 8 10 Gl ass /T F4 PO /T FW-8015 PO/ Gl ass Gl ass / TF4 PO/ TFW -801 5 PO/ BEC 301 BS Da mp h eat time hrs Δ YI www.firstpvm.com 总结 ➢ 双面电池封装胶膜抗 PID现状目前，不论是 N型双面电池，还是 P型 PERC双面单晶 /多晶电池，只有使用抗 PID型 TF4 POE封装才能通过双 85 -1500V PID192h测试，并且单玻组件和双玻组件都能通过，具有长效性。 ➢ 抗 PID TF系列 POE胶膜除了优异的抗 PID性能，在组件端的使用上大幅改善，层压溢胶、并串等问题得到明显改善，组件良率显著提升。交联速度加快，交联度提升，缩短了层压时间，提升了组件的产能，满足特殊客户需求。具备优异的粘结可靠性，粘结保持优异。封装的双面电池组件具备优异的耐老化可靠性。 www.firstpvm.com 感谢您的聆听杭州福斯特应用材料股份有限公司 HANGZHOU FIRST APPLIED MATERIAL CO., LTD. 浙江省临安市锦北街道福斯特街 8号 PC.311300 ADD NO.8 FIRST STREET, LIN’AN, HANGZHOU,CHINA 311300 TEL 86 571-63710167 FAX 86 571-63710907 www.firstpvm.com