新形势下封装材料发展方向探讨-刘香安-solarbe文库

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Focus on Precision Manufacturing 中天光伏材料有限公司 2018年 11月目录一、背景二、封装材料发展现状（光伏背板、封装胶膜）三、封装材料发展新思路（ KPO One背板）四、总结及展望一、背景然而，突如其来的 531光伏新政，犹如深踩了一脚急刹车，让高速奔跑的光伏发电产业不得不停下脚步。光伏行业，缺乏核心技术、质量层次不齐、太过依赖扶持政策等深层次问题，也在新政下暴露无遗。民企座谈会通威隆基正泰特变国家能源局 9月底装机量 34.5GW，集中式分布式 11 十三五规划 2016-2020 9月底累计完成 165GW；预期调整 105GW-270GW 预期 19年国内 50GW 20年国内 60GW 全球 120GW 全球 150GW 习近平民营企业家是自己人一、背景政策的重大转变李稻葵坦率讲我们的金融政策搞错了，方向搞反了，力量使反了，重点放在了机械地，机械地、粗暴地、一刀切地去杠 ”。易刚前期一些政策制定考虑不周、缺乏协调、执行偏离、强监管政策效应叠加，导致一定信用紧缩，加大了民营企业融资困难。今后，会支持民营企业拓展融资途径；点评去杠杆本质要去的是烂杠杆，好的杠杆增加一点怕什么。组件行业截止 9月底， 19年组件出口同比增长 25，组件产量 60出口，总体 19年组件出口量已超 2017年全年；点评中国光伏行业国际认可度高，但精细制造逐步取代粗放式扩展；总书记减税降费列为扶持民企的六大政策之首，明确提出要推进增值税等实质性减税，对小微企业、科技型初创企业可以实施普惠性税收免除，要根据实际情况，降低社保缴费名义费率，稳定缴费方式，确保企业社保缴费实际负担有实质性下降。点评市场化与减税，通往繁荣之基；降本提质增效是未来方向清华大学教授、经济学家李稻葵央行行长易刚一、背景  HIT  MWT  叠片半片  多主栅  PERC 双面  黑硅二、封装材料发展现状（光伏背板） 光伏背板发展历程二、封装材料发展现状（光伏背板）光伏背板设计思路结构性能要求材料选型考察指标内层粘结性、耐热性、功能性氟膜（ T/K→E 膜、氟涂层→ 功能性含氟膜详见下文中间层绝缘、支撑、水汽阻隔 PET 厚度、耐水解等级外层耐候性氟膜（ T/K→ 氟涂层 /PET → 氟膜（ T/K 厚度、含氟量理想背板 光伏背板设计思路常规思路内层使用氟涂层增强耐候性能、基材 PET加厚，弥补水汽透过、绝缘、功能性短板背板结构与材料设计新思路内层材料设计 → 综合提升背板性能二、封装材料发展现状（光伏背板）背景随着电池片功率提高、电池片变薄、对组件功率的要求提高、对组件寿命的要求提高，行业对任何材料的判断基准已经提升到从 LCOE的角度来思考；新思路减薄基材 PET厚度，内层使用功能性内层膜 ,弥补 PET部分性能（增强耐候性、绝缘性、水汽阻隔等性能），并提供反射增益等功能性；外层膜氟涂层 PET膜（增厚胶黏剂外层膜功能性内层膜 PET膜减薄）胶黏剂 光伏背板设计思路友商 C 友商 J 友商 F 友商 M 友商 H 功能性、耐候性含氟内层 ZTT-O膜 KPF KFB PVDF薄膜含氟树脂（ ϵ 1）氟树脂与 POE共聚物聚四氟乙烯聚三氟氯乙烯聚偏氟乙烯内层厚度 b 60-100 5 10 20 含氟树脂浓度 c 3 14 21 65 UV阻隔能力（ Aϵ *b*c） 1.8-3.0au 0.6au 2.1au 13au 我司 O膜主要成分为 POE（聚烯烃）、氟树脂、以及高反射、高阻隔填料组成，是一种功能性内膜，依据比尔 -朗伯定律，含氟内层对紫外光的阻隔能力相比而言， KPO的 O膜相当于超过 3微米 PVDF薄膜、 15微米 f涂层，具有优异的耐候性能。 ZTT-O膜 vs PVDF氟涂层比尔 -朗伯定律（光吸收定律，紫外可见等）二、封装材料发展现状（光伏背板） ZTT-PO膜简介薄膜宏观表现表面结构致密，颗粒分散均匀特殊结构设计特殊的三维颗粒及二维层状颗粒填充设计；组成宏观结构特殊材料组合共混、共聚类聚烯烃惰性材料二、封装材料发展现状（光伏背板）我司 O膜具有专利配方，在耐候及功能增强机理上通过配方设计、片层排布、表面反射三重手段进行保证，体现其技术的独特性。 ZTT-PO膜总结 Unt re a tm e n t UV PCT UVDH 0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0 1 .2 1 .4 1 .6 1 .8 2 .0 水蒸气透过率（ g / m 2 ،¤ d a y 老化前后 KPO C o a t i n g KPO/涂覆背板不同老化后水透值变化 KPO不同老化后反射率变化 KPO不同老化后反射率变化二、封装材料发展现状（封装胶膜）有机硅胶环氧树脂聚乙烯醇缩丁醛乙烯 -丙烯酸甲酯共聚物聚甲基丙烯酸甲酯。。。 EVA POE EVA胶膜水解 POE的基本结构 封装胶膜发展 0 2 4 6 8 10 体积电阻率水汽阻隔抗 PID效应酸性气体释放低饱和吸水率耐老化性能 POE vs EVA POE EVA 二、封装材料发展现状（封装胶膜） EVA胶膜 POE胶膜热固型热塑型和热固型熔点低流动性好透明度高层压工艺成熟良好的耐候性优异的耐热性能良好的耐低温性能优良的界面粘结性能水汽透过率大耐候性较差流动性小、难加工均匀性难控制 EVA与 POE对比总结我司目前开发的 POE胶膜已通过第三方检查机构的认证，将在 SNEC展会上进行新品发布。可靠性高绝缘力学支持封装稳定性高耐候功能性低水透抗 PID 功率增益 25年功率 5 以下衰减 EVA POE 聚烯烃含氟涂层传统内层封装方案一体化背板 ZTT-KPO One 结构升级 -降本增效白色 EVA/POE 聚烯烃材料升级 -增效三、封装材料发展新思路（ KPO One背板） 提效一体化背板开发三、封装材料发展新思路（ KPO One背板）增效保质期耐水解，保质期更长；阻隔性材料阻水性能更优异；绝缘性背板封装一体化，绝缘性能优异；反射率电池片与 one层紧密接触，零深度反射原理，组件功率增益更高；降本 One层一次成型，成本上低于背板透明 EVA以及背板白色 EVA；提质 one层既是绝缘层，又是封装材料，实现背板封装一体化，提高组件生产效率，推进产线自动化；避免背板与 EVA之间匹配性缺陷（如凸点、白色 EVA匹配背板粘结性差等）三、封装材料发展新思路（ KPO One背板）功能层  提高反射率，实现组件功率增益；  与 PET结合，  阻隔水汽；  绝缘性；  抗 UV；封装层  良好的流动性，与前层封装胶膜结合，封装层；  阻隔水汽；  抗冲击，保护电池片，层压不隐裂碎片；  抗水解； One层结构设计三、封装材料发展新思路（ KPO One背板） 可靠性分析高粘接 EVA交联机理 POE交联机理 EVA与 POE均有乙烯链段，无需相容剂，物理相容，在层压的过程中，层压温度达到 EVA和 POE的熔点后，二者在界面处相互渗透，同时由于交联助剂的作用，二者在结合处形成一个交联的界面。三、封装材料发展新思路（ KPO One背板） 可靠性分析高绝缘非极性高聚物 ε2.02.3 弱极性高聚物 ε2.33.0 中等极性高聚物 ε3.04.0 强极性高聚物 ε4.07.0 聚烯烃 2.22.25 PC 2.97 尼龙 PA 3.84 聚偏氯乙烯 4.56 聚偏氟乙烯 8.4 高聚物的极性、介电常数、介电损耗角正切 tgδ之间的关系极性 ε tgδ 通常用作绝缘材料或电容器材料的聚合物要求 tgδ越小越好。否则不仅会消耗较多的电能，还会引起材料本身发热，加速材料老化。  数据和原理来源于高分子物理 ·高聚物的电学性质 KPO One 击穿电压（ kV）中值（ kV） 34.9 39.8 39.9 三、封装材料发展新思路（ KPO One背板）类型数量组件最大功率 KPO290 6块 274.19W KPOone 10块 274.95W 对比结果 \ 提高 0.76W 组件序列号测试日期组件最大功率填充因子开路电压短路电流最大功率下的电压最大功率下的电流 TMod 额定功率 a08180500500001 2018/5/4 272.7476 77.25 38.284 9.222 31.239 8.731 24.561 277.140 a08180500500002 2018/5/4 274.2396 77.17 38.276 9.285 31.288 8.765 24.023 277.140 a08180500500003 2018/5/4 274.7115 77.18 38.352 9.280 31.338 8.766 23.779 277.140 a08180500500004 2018/5/4 273.931 77.27 38.259 9.267 31.263 8.762 23.975 277.140 a08180500500005 2018/5/4 275.3931 77.37 38.352 9.280 31.384 8.775 24.121 277.140 a08180500500006 2018/5/4 274.1208 77.39 38.283 9.252 31.291 8.760 24.121 277.140 平均值 2018/5/4 274.1906 77.27 38.301 9.265 31.301 8.760 24.097 277.140 组件序列号测试日期组件最大功率填充因子开路电压短路电流最大功率下的电压最大功率下的电流 TMod 额定功率 a08180500500007 2018/5/4 274.8369 77.15 38.292 9.303 31.281 8.786 24.365 277.140 a08180500500008 2018/5/4 275.7512 77.44 38.283 9.302 31.304 8.809 24.121 277.140 a08180500500009 2018/5/4 275.5457 77.33 38.295 9.305 31.292 8.806 24.170 277.140 a08180500500010 2018/5/4 275.9053 77.04 38.367 9.335 31.318 8.810 24.121 277.140 a08180500500011 2018/5/4 274.3817 77.23 38.332 9.269 31.288 8.769 23.877 277.140 a08180500500012 2018/5/4 274.1361 77.32 38.320 9.252 31.303 8.757 24.072 277.140 a08180500500013 2018/5/4 274.576 77.40 38.300 9.262 31.294 8.774 24.023 277.140 a08180500500014 2018/5/4 274.166 77.22 38.285 9.274 31.319 8.754 24.268 277.140 a08180500500015 2018/5/4 274.8923 77.34 38.314 9.277 31.276 8.789 24.170 277.140 a08180500500016 2018/5/4 275.3474 77.29 38.308 9.299 31.292 8.799 24.121 277.140 平均值 2018/5/4 274.95386 77.28 38.310 9.288 31.297 8.785 24.131 277.140 组件（ KPO290背板多晶 60片）功率测试组件（ KPO One 多晶 60片）功率测试 功能性功率增益三、封装材料发展新思路（ KPO One背板）封装一体化更高绝缘更高功率增益更低水透我司首推功能性背板理念从产品追赶到理念引领 KPO One 总结四、总结及展望内层薄膜升级换代会是行业发展趋势，背板下一个创新目标是彻底打破现有背板的概念和形式，与其他材料的协同创新，实现组件层压的快速化和连续化、组件发电功率的增益化；我们提倡行业同仁秉承科学的态度，通过技术交流，相互提携、竞争、促进，从而进一步扩大产业影响力。同时，我们也希望通过度电成本的降低来早日实现发电侧的平价上网，推动全球太阳能行业继续蓬勃发展。 O 中天科技（ SH 600522）