四大封装材料技术推动光伏组件第三次革命-王同心博士1103.pdf-solarbe文库

资源描述：

苏州弘道新材料有限公司四大封装材料技术推动光伏组件第三次革命 Contents 目录 03 01 02 企业介绍光伏组件第三次革命弘道新材四大封装材料技术 1 尺寸革命硅峰会竞争、价值分布、技术及产品发展方向市场 2023年， 182mm和 210mm 尺寸市场占比超过 80 大尺寸硅片助力组件实现更高功率降低系统成本成本为组件及上下游企业提供降本价值功率相同电池片效率下，更大尺寸带来更大功率 1 电池革命高效电池技术提高转化效率推动光伏产业技术迭代 2022-2030 年各电池技术平均转换效率变化趋势多晶到单晶、单晶 BSF到 PERC，再到转换效率更高的 n型电池，包括 TOPCon 电池、 HJT 电池、 XBC电池、钙钛矿电池，电池技术在不断变革。 1 封装方式革命竞争之路如何突出重围 210/210 156 125 Topcon单晶 PERC单晶 PERC多晶异质结 XBC 钙钛矿 166 182 1 车 /船顶立面屋顶便携及个性化封装方式革命单玻双玻轻质柔性 210/210 156 125 Topcon单晶 PERC单晶 PERC多晶异质结 XBC 钙钛矿 166 182 1 封装方式革命老旧屋顶、轻质场景、柔性封装、 C端移动端、建筑幕墙等不同的安装场景以及低碳环保的理念对组件的封装方式要求更多元化封装方式将引领光伏组件第三次革命 1 低碳化功能化薄膜化光伏组件封装材料未来三大发展方向 1 耐候性能光学性能密封性能绝缘性能 TOPCon 抗 PID、抗水汽、抗酸基础需求新型电池的更高保护需求封装材料未来三大发展方向丨功能化随着技术发展，电池保护需求不断增加 HJT 粘结力、阻水、抗紫外线钙钛矿阻水、阻氧、抗化学腐蚀、稳定性 1 屋顶车 /船顶等移动端便携及个性化幕墙等立面某央企曾测算老旧屋顶有近 1TW以上的容量，但无法安装传统玻璃组件减少传统燃油排放减少充电设备的依赖紧急救灾、旅游、军队、野外活动、应急用电多种需求清洁电力、阻燃、隔热、降噪、减少光污染、美学效果封装材料未来三大发展方向丨薄膜化应用场景全面开花，需要轻质光伏组件广泛普及 1 封装材料未来三大发展方向丨薄膜化轻质封装、柔性封装、柔性晶硅电池，将加速实现光伏组件 “薄膜化 ”。图片来源自然（ 20230525出版）登上 Nature封面可以像纸一样弯曲我国研制出高柔韧性单晶硅太阳电池 1 封装材料未来三大发展方向丨低碳化不同能源类型电站全生命周期碳排放量对比 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 煤电光伏每度电碳排放量 796克 /度数据来源联合国欧洲经济委员会光伏发电的碳排量仅有火电的二十分之一不到，光伏发电作为一次能源是双碳目标实现的主力军。光伏发电在降低碳排放方面拥有压倒性的优势 33-50克 /度 1 封装材料未来三大发展方向丨低碳化 63.053 60.239 50.032 47.218 33.147 双玻铝边框双玻塑料边框单玻铝边框单玻塑料边框轻质无边框双玻铝边框双玻塑料边框单玻铝边框单玻塑料边框轻质无边框相对减少量 0 4.46 20.65 25.11 47.43 碳排放总量 kg CO2 63.053 60.239 50.032 47.218 33.147 不同封装方式碳排放量对比轻质无边框的封装方式，碳排放量约为双玻铝边框封装的一半 1 基于功能化、薄膜化、低碳化，弘道新材推出了 4大系列新型封装材料光伏组件封装材料未来三大发展方向 2 高耐温高耐候无氟绿色火凤背板大尺寸无氟封装方案高阻水背板高效电池封装方案双面高阻水透明背板 10-110-5g/㎡ ·d 单玻用阻水背板 10-210-3g/㎡ ·d 高反黑背板美学组件封装方案透明网格背板双面发电封装方案透明丨白黑网格高透过高耐候轻量化高反黑丨透明网格建筑美学高增益不褪色弘道功能性背板功能性背板 2 光伏组件面临的热斑问题（热斑温度＞ 200℃ ）功能性背板 – 无氟火凤背板组件回收或将纳入循环经济促进法，无氟环保型光伏背板前景广阔中国光伏行业协会预测，到 2030年中国将回收 150万吨报废组件， 2050年将达到 2000万吨。光伏组件热斑问题日趋明显无氟火凤背板大尺寸无氟封装方案 2 高耐温最高可承受 230℃ 不黄变，长期使用温度可达 200℃ 高耐候紫外 1000kWh/㎡、紫外湿热 200kWh/㎡不开裂、无发黄无氟绿色弘道创新配方，无氟环保高温热烘烤后，无发黄、掉粉等不良无氟火凤背板传统 CPC背板初始 UV600kWh/㎡ UVDH150kWh/㎡功能性背板 – 无氟火凤背板无氟火凤背板大尺寸无氟封装方案获得 SNEC2023 十大亮点太瓦级钻石奖 2 双玻组件爆裂问题极端天气冰雹问题 n型 TOPCon组件不耐水汽问题通过浆料选择可以实现和 PERC电池一样的耐水汽性能重量问题 n型 TOPCon电池组件闭门会，单玻完胜双玻功能性背板 – 透明网格背板 “ 吉林延边突降冰雹，个头比鸡蛋还大 ” 2 高可靠性通过紫外 500kWh/m²加严测试，完全满足组件 25年使用要求高透光率透明区 4001100nm波段透过率 ≥90 轻量化采用透明背板可将组件质量降低 30，从而减少运输和安装成本透明网格背板双面发电封装方案透明白网格背板透明高反黑网格背板功能性背板 – 透明网格背板高反射率透明白网格背板反射率 70 透明高反黑网格背板反射率 25 2 双面高阻水透明背板高效电池封装方案高阻水阻水性能可在 10-1g/㎡ ·d10-5g/㎡ ·d 按需选择透过率前板整体材料在 400-1100nm波段，透过率＞ 85 耐老化性能耐紫外老化 800kWh/㎡，耐湿紫外 200kWh/㎡新电池技术发展成熟，尤其对水汽敏感的电池，要求封装材料具有更低的水蒸汽透过及良好保持率。功能性背板 – 双面高阻水透明背板 2 单玻用阻水背板高效电池封装方案含铝背板金相结构示意图绝缘解决方案（ IEC61730-1）功能性背板 – 单玻用阻水背板弘道单玻用阻水背板高阻燃、低水透（ 10-210-3g/㎡ ·day）高耐候性保障 25年使用寿命高反射率提高组件发电增益高耐温 210℃ 3h不发黄大尺寸可匹配大尺寸组件使用 2 反射率 ≥60 高效高增益美学提高组件功率视觉全黑，和谐美观高反黑涂层功能性背板 – 高反黑玄鸟背板高反黑玄鸟背板美学组件封装方案 2 60 0 10 20 30 40 50 60 70 普通黑同行高反黑 HD-高反黑不同黑色背板反射率对比反射率对比常规高反黑弘道高反黑紫外湿热（ UVDH170kWh/㎡）老化后外观对比高反射率具有 60以上的反射率，优于常规水平高增益相较常规黑背板，组件功率提升 16W， CTM平均值高出 2.66 优秀的颜色保持在湿热（ PCT48h、 DH1500h）、紫外、紫外湿热等老化后无气泡、褪色等不良功能性背板 – 高反黑玄鸟背板高反黑玄鸟背板高增益，降低度电成本 Pmax CTM平均值友商传统黑背板 444.198 96.31 444.874 446.044 443.847 444.579 442.821 弘道高反黑背板 459.073 98.97 457.514 456.844 452.537 457.347 与传统黑背板对比，组件功率提升 16W 2 挺度差挺度差、电池易碎片结构复杂多层叠加、工艺复杂、成本高不抗冲击无法抵御冰雹冲击封装结构及材料差异大封装材料、结构差异巨大；传统透明前板材料存在挺度差、透光率低、耐候不足等诸多问题尚未形成主流轻质封装技术。分体式增强体系问题多分体式增强工艺复杂耐候性不佳抗冲击性能不足多元化应用需求，促进轻质组件技术高速发展，封装材料是 “质胜 ”关键。轻质组件痛点软玻璃 – 产品背景 2 弘道 “软玻璃 ”设计理念采用创新的“一体化”结构设计，结合自主研发的高性能增强材料体系，实现高分子材料替代传统的玻璃和边框轻而刚高分子材料实现质轻增强材料实现高挺度防止硅片发生隐裂耐冲击阻隔水汽耐候优异选用高耐候弘膜及涂层优异的耐紫外老化性能满足多种应用场景需求可实现高透及白色阻水技术 10-1-10-3 g/m2.d 按需选择让 N型电池不惧“水汽侵蚀” 一体化增强结构设计高性能复合材料体系满足 “抗冰雹冲击 ”要求弘道软玻璃同时具备以下优异特性软玻璃 – 产品背景 2 软玻璃 – 顶部应用解决方案正面冰雹冲击高挺度、轻而刚正面耐候优异正面机械载荷顶部方案车顶高端汽车冷链物流车高尔夫球车房车大客车屋顶仓库屋顶老旧厂房屋顶畜牧业屋顶加油站等异型屋顶高抗冲击正面、背面均采用高抗冲击材料增强复合材料体系 ,有效抵御正面冰雹冲击耐候优异高耐候氟膜或涂层，优异耐紫外性能耐紫外＞ 1000kWh/㎡ ;耐湿紫外＞ 120kWh/㎡满足顶部高耐候需求材料搭配推荐前板高抗冲击前板高挺度、抗冲击后板增强型轻质后板超高挺度、阻水、阻燃轻而刚耐曲拱变形性 A级 ,防止形变导致组件碎片弯曲强度 440-550MPa,纵向弹性模量＞ 20GPa 10-25年寿命保障灵活可选，降本增效 2 软玻璃 – 立面应用解决方案侧面抗冲击较好挺度、可弯曲侧面耐紫外实现美学设计立面方案建筑幕墙住宅楼写字楼火车站户用光伏阳台组件风力发电风电立柱移动车载卡车外立面抗冲击前板、胶膜、后板协同作用通过材料结构设计、组合实现抗冲击高耐候氟膜 /涂层，优异耐紫外性能耐紫外＞ 1000kWh/㎡，耐湿紫外＞ 120kWh/㎡满足侧面耐候需求材料搭配推荐前板普通抗冲击前板高挺度、高透光后板轻质后板高挺度、高反射、阻水轻而刚，可弯曲复合增强材料实现组件较高挺度组件可弯曲一定弧度，匹配建筑外形 10-25年寿命保障灵活可选，降本增效 2 软玻璃 – 便携及个性化应用解决方案对寿命要求低多元化应用场景质轻、便携，体验好便携方案零碳公园太阳树太阳花户外光伏太阳能伞太阳能帐篷太阳能便携发电消费品太阳能背板太阳能充电器轻柔、可折叠降低前板材料厚度、挺度满足质轻、便携、可折叠卷曲的需求高耐候氟膜 /涂层，优异耐紫外性能耐紫外＞ 500kWh/㎡满足常规耐候需求材料搭配推荐前板常规透明前板高透光、耐候优、柔性好柔性前膜超薄、高耐候、可卷曲、阻水后板轻质后板高挺度、高反射、阻水个性化设计、提升用户体验通过材料选型及搭配，实现个性化造型设计丰富应用场景，满足多样化需求个性化材料搭配实现美学设计 5-15年寿命保障灵活可选，降本增效 2 与传统层压方式兼容，满足各种轻柔组件封装需求高透前膜 HOMA（氟膜系列）、 PF系列（阻水氟膜）常规透明前板 CPC、 KPC系列普通抗冲击前板 FT系列高抗冲击前板 HPGR-K 创新系列白色轻质后板 SG-F、 SG-S系列黑色轻质后板 SG-BF、 SG-BS 系列增强型轻质后板 ESG 创新系列轻质前板轻质后板产品矩阵软玻璃 – 产品矩阵 2 弘道开创性优势的“软玻璃”系列产品，研发取得多项突破进展，同时积极参与行业标准制定，获得国家级大赛奖项。 9月，弘道新材携手 TÜV北德、日托光伏、固德威、一道新能联合发布了轻质光伏组件技术应用白皮书，这是全球首个关于轻质组件的指南性文件。获得首届“新材料创新大赛”产品组优秀奖大赛由工业和信息化部国际经济技术合作中心、黑龙江省工业和信息化厅、黑龙江省科学技术厅联合主办。软玻璃