高反射率白色封装胶膜在光伏组件中的应用-季志超-solarbe文库

资源描述：

© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 1 高反射率白色胶膜在光伏组件中的应用海优威新材料季志超 2018-11© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 2 1. 光伏组件发展趋势 2. 高反射率材料对于组件功率提升的研究 3. 常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况 4. 单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况 5. 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效目录© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 3 组件功率提升的迫切需求 1. 随着近年来光伏发电项目补贴的逐步降低，以及发电项目竞价投标日趋激烈，电站投资商更加迫切地需要低成本高效组件，来节约初装成本及运营成本，以确保投资收益。 2. 组件生产企业则需要更快实现降本增效高效电池的开发应用、充分利用低效电池片、降低CTM损失、提升组件功率或提档比率，提升高效组件产能，降低组件成本。组件功率提升的有效途径 1. 电池端高效电池的开发及量产双面PERC，N型单晶，切半，MBB，叠瓦, HIT, Topcon, IBC, POLO等等 2. 组件端玻璃镀膜、下层高反白色EVA，焊带反光等等光伏组件发展趋势----组件降本、增效的迫切需求及有效途径 Perc双面电池 N型双面电池 HJT电池 To p co n© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 4 1. 光伏组件发展趋势 2. 高反射率材料对于组件功率提升的研究 3. 常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况 4. 单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况 5. 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效目录© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 5 Salvador Ponce-AlCantara, Alberto A. Vivas Arangu, Guillermo Sanches Plaza 西班牙瓦伦西亚理工大学，瓦伦西亚纳米光电子技术中心（PV-TECH 对来自不同供应商的三十三种包含Tedlar、Kynar,、白色EVA、PET各类材料进行了分析，发现光伏组件采用不同反射率的底材，功率差别可以达到0.36，功率提升最高的是白色EVA胶膜。国外机构对于高反射率、低镜面反射材料提升组件功率的研究图1传统光伏组件示意图的横截面及其光学损失机制© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 6 Salvador Ponce-AlCantara, Alberto A. Vivas Arangu, Guillermo Sanches Plaza 西班牙瓦伦西亚理工大学，瓦伦西亚纳米光电子技术中心--PV-TECH 在相同反射率的情况下，使用低镜面反射的界面，可以获得多达0.22的组件效率提高，而且发现使用白色EVA的功率增益效果最明显。预交联型白色EVA 背板国外机构对于高反射率、低镜面反射材料提升组件功率的研究© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 7 海优威预交联型白色EVA，表面粗糙，低镜面反射特征明显背板表面光滑，高镜面反射特征明显国外机构对于高反射率、低镜面反射材料提升组件功率的研究海优威S201W白色EVA兼具高反射率和低镜面反射的条件，理论上综合提升功率0.58，经多家组件厂家批量使用后发现 1. 对于60片多晶275W组件功率增益1.51.8W；对于60片单晶300W组件功率增益2.03.5W； 2. 如果白色EVA应用在72片电池组件、切半电池组件后，组件功率的提升会更加明显。© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 8 1. 光伏组件发展趋势 2. 高反射率材料对于组件功率提升的研究 3. 常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况 4. 单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况 5. 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效目录© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 9 如何提升组件功率档级如何提升高效组件产出比例如何提升低效电池片可用率如何降低CTM功率损失如何降低背板成本如何实现更高的利润揭开组件厂提升行业竞争能力的秘密常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 10 多晶四删电池效率档位多晶60片组件产出功率档位分布比例（间距片 2 串 3 ） 260W 265W 270W 275W 18.00 0.23 18.10 0.17 18.20 0.14 18.30 0.34 18.40 1.57 18.50 7.54 18.60 22.74 18.70 34.82 18.80 26.34 18.90 6.11 透明EVA合计 0.40 9.59 83.90 6.11 7.54 26.34 白色EVA合计 0.40 2.05 65.10 32.45 （下层使用透明EVA （下层使用白色EVA 如果扩大电池片间距到片3串4时 , 275W的上档比率还会增加某组件厂使用多晶四删电池--批量产出60片电池多晶组件功率对比© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 11 单晶四删电池效率档位单晶60片组件产出功率档位分布比例（间距片 2 串 3 ） 275W 280W 285W 290W ≤19.2 0.03 19.30 0.04 19.40 0.16 19.50 0.29 19.60 0.45 19.70 1.94 19.80 10.72 19.90 45.43 8.65 20.00 14.17 18.04 20.10 0.08 透明EVA合计 2.91 71.38 26.77 0 白色EVA合计 0.97 36.69 62.34 0 如果扩大电池片间距到片3串4时 , 285W的上档比率还会增加 1.94 23.39 30.69 0.64 31.57 某组件厂使用单晶四删电池--批量产出60片电池单晶组件功率（下层使用透明EVA （下层使用白色EVA 对比© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 12 1. 光伏组件发展趋势 2. 高反射率材料对于组件功率提升的研究 3. 常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况 4. 单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况 5. 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效目录© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 13 1.5A 2A 2.5A 3A EL 电流----- 电池片上半部分电池片下半部分在一块PERC双面电池中，分别以透明EVA，以及白色EVA为下层时EL 照片明暗有差异单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况由于双面PERC电池的背面局部铝背场结构，可以大幅降低铝浆的消耗，同时可以减薄硅片厚度，因此PERC 双面结构电池较单面结构更具有降本优势，多家组件企业已经在单面组件上开始批量使用双面PERC电池。电池上半部分--上层为高透EVA，下层为白色EVA ;电池下半部分---上下均为层高透EVA；使用单晶PERC双面电池制作单片小组件© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 14 A厂家电池正面（蓝色） A厂家电池反面（绿色） B厂家电池正面（黑色） B厂家电池反面（红色） A厂家单面电池（粉色）光的波段（nm）透光率 PERC双面电池可以更薄，且背面的局部铝背场结构，导致长波段的光线有较高的透过率。单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 15 PERC双面电池使用透明及白色EVA制作小组件, 在组件上,下部分,利用窄光斑测量电池栅线之间的部分EQE响应曲线. 上半部分, 电池下层使用白EVA 下半部分, 电池下层使用透明EVA 光斑位于两条栅线之间单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 16 sample 1，测得白色EVA有电流增益 2.1 上半部分白EVA 下半部分透明EVA 研究组件底层不同反射材料对于PERC双面电池功率的增益测试结果1 单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 17 sample 2，测得白色EVA有电流增益 0.6 上半部分白EVA 下半部分透明EVA 研究组件底层不同反射材料对于PERC双面电池功率的增益测试结果2 单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 18 sample 3，测得白色EVA有电流增益 1 上半部分白EVA 下半部分透明EVA 研究组件底层不同反射材料对于PERC双面电池功率的增益测试结果3 单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 19 EQE提升，可推导出组件发电效率相应提升结论高反射材料用于PERC双面电池的背面，其功率增益会大于在单面组件中的提升效果。单晶PERC电池组件使用白色EVA的功率增益情况© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 20 1. 光伏组件发展趋势 2. 高反射率材料对于组件功率提升的研究 3. 常规单多晶组件批量使用白色EVA后的上档率提升情况 4. 单晶PERC双面电池组件使用白色EVA的功率增益情况 5. 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效目录© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 21 塑料有机分子之间部分原子失去或获得电子而形成新的化学键，由此相互链接形成交联型网状结构的过程---称之为交联。使用加热过氧化物、高能粒子轰击等办法形成新的交联点而引起交联反应。高能粒子包括电子、质子、X射线等。PE、EVA是应用技术最为成熟、也是使用最为广泛的用于电子交联的塑料。海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效-塑料交联的概念及原理过氧化物（交联剂）交联发生位置交联前的 EVA 分子交联后的 EVA分子过氧化物交联反应机理 EVA交联过程过氧化物分解引发自由基反应自由基交联© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 22 中国的电子束交联技术国际上曾被封锁多年，后来国内厂家经逐步引进消化研制成功。目前已经广泛成熟地应用于汽车内饰件、电缆包覆材料，轮胎制造、蔬果灭菌、医疗器械灭菌、医学检测，食品包装，和癌症治疗等等各方面原理海优威在2011开始首先将电子束交联技术引入光伏封装胶膜加工领域，以作为降低EVA 流动性的手段，经过3年多的研发，于2014年底量产电子束预交联EVA胶膜原理大尺寸的电子枪技术屏蔽技术海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效-电子束预交联工艺© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 23 海优威在开发白色EVA封装胶膜过程中，先后尝试和论证了多种方案 1. 低熔脂方案（使用MI值较低树脂原料），但发现此类产品应用于单玻组件层压时溢白严重；而应用于白色双玻组件时，焊带及汇流带溢白也不可避免。 2. 玻璃纤维方案行业内的其他供应商也尝试过此类方案，但是由于增加了组件制程工序（敷设玻纤层），且电池片溢白比率较高，导致目前实际应用较少。低熔脂方案--电池边缘栅线被溢白遮盖玻纤方案--电池片溢白低熔脂方案--汇流带被溢白遮盖海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效-预交联工艺的选择© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 24 海优威在开发白色EVA封装胶膜过程中，先后尝试和论证了多种方案 3. 双层共挤方案该类型产品依然不能完全避免层压褶皱问题；同时发现其在组件端功率增效较少，主要由于其结构特点，反射界面远离电池背表面；白色胶膜的界面无法做成粗糙面，导致光的散射能力较差，不利于反射光在玻璃表面形成全反射，反射功率增益较低。 4. 最终选择了层压良最高，最适合组件厂使用的预交联工艺方案。目前行业内预交联白色EVA已经逐渐成为组件封装提效的主流标配产品，行业内的主流白膜供应商也都先后选用了预交联的白膜生产工艺路线。共剂型白膜预交联型白膜共挤方案--层压褶皱问题共挤方案--功率增益性能较差海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效-预交联工艺的选择© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 25 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效海优威白色EVA-S201W层压无气泡、溢白遮盖电池片现象；且层压时间短，良率为业界最高。海优威白色EVA-S201W 其它品牌白色EVA© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 26 DH 1000H HF20 PID192h Initial DH1000 Initial HF20 Initial PID192H Pmax321.79 Pmax317.46 衰减1.35 Pmax317.08 Pmax315.04 衰减0.64 Pmax322.31 Pmax317.08 衰减1.62 -0.64 -1.62 -1.35 海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效海优威白色EVA-S201W组件可靠性高，抗PID能力强© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 27 海优威白色EVA胶膜具有优异的抗老化性能。 DH老化黄变性能（玻璃/透明EVA/白色EVA/KPE背板）时间（小时） h 黄变值 UV紫外老化黄变性能（玻璃/透明EVA/白色EVA/KPE背板） KWh 累积辐照强度 KWh 黄变值海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 28 可降低背板及组件成本 1.由于EVA是瓷白色，且透光率低于背板，可阻断正面光线中紫外线对背板内侧面的损害，背板的内侧面无需抗紫外性能，TPT或KPK背板内层可无需氟薄膜，可实现组件成本降低7--12分钱/W 左右。 2.白色EVA阻隔性强，透光率低，可以使用透明度高的背板（透明背板所用PET成本低,阻水性强）进而降低了背板的成本,可降低组件成本1-2分钱/W 右。可提升组件功率及发电量 1.白色EVA可提升组件（60片电池）功率约1.53.5瓦；提升高效组件产出比率，高效组件的使用可以显著降低光伏发电系统成本。 2.由于白色EVA成分中有TiO 2 ,属于金属氧化物，其导热性能要优于常规透明EVA，在组件发电过程中，白色EVA的导热及散热性能更佳，可以降低组件的温度系数，适度增加发电量。海优威预交联型白色EVA促进组件降本增效© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 29 上海海优威新材料股份有限公司地址中国上海浦东新区龙东大道3000号电话021-58964211 网站 www.hiuv.net 感谢对海优威的信任与支持创新提质降本增效