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1、综述2008年7月光伏组件用密封剂研究进展申明霞,李红香,何辉(河海大学材料科学与工程学院,江苏南京210098)摘要:介绍了光伏组件国内外研究现状、密封剂的选用原则以及目前应用较为普遍的EVA胶膜的结构与性能。概述了提高聚合物导热性的主要途径,指出了提高组件中EVA胶膜导热性的重要性。关键词:PV组件;EVA胶膜;配方;密封剂+中图分类号:TQ437.6文献标识码:A文章编号:1001-5922(2008)07-0029-04太阳能光伏发电产业自20世纪80年代以来持EVA在使用过程中的黄变现象。目前进口玻璃一般[4]续高速发展,所谓太阳能光伏发电系统是指利用太都添加了微量氧化铈。
2、阳能电池的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换成密封剂一般均采用乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物电能的一种新型发电系统。太阳能电池板,也称为(EVA)胶膜,胶膜中含有紫外线吸收剂、抗氧化剂和/光伏组件0,简称PV组件,是太阳能光伏发电系统过氧化物引发剂等,厚度一般为0.3~0.8mm。中的核心部分之一。它是由预先排列好的一组晶体EVA胶膜作为密封剂,其作用是连接超白玻璃与硅硅电池,被层压在超薄、透明、高强度玻璃和密封底电池以及硅电池与TPT背衬材料,使组件形成一个[1]层之间而构成。牢固的整体。若将晶体硅电池直接暴露在大气中,受到光、热、太阳能电池片目前普遍采用单晶硅或多晶硅制雨、雪等气象因素的
3、影响,晶体硅电池的转换效率和成。背衬材料可以采用TPT或铝合金。组件封装一使用寿命会大大降低。因此,需采用合适的封装系统般采用层压工艺。按照固化工艺不同,层压工艺又对PV组件进行保护,以提高电池的使用寿命和转换分为一步法和二步法;按照固化温度的不同,又可分效率。在封装系统中的一个重要组分就是封装材料为快固型和常规型。(密封剂),它可以为太阳能电池的安装提供结构支撑、光学匹配、电隔离、保护和热传导作用。目前大多2PV组件中密封剂的选用[2,3]数PV组件普遍使用热塑性聚合物密封剂。20世PV组件中存在上下2层密封剂。上层的EVA纪80年代前,国内外曾试用过液态硅树脂和聚乙烯胶膜不仅要求
4、具有较高的透光率(0.5mm厚胶膜在[5]醇缩丁醛树脂(PVB)片,但因价格高、施工性能不好400~1100nm波长范围内的透光率应91%)以而被淘汰。20世纪80年代起,国外开始研制并使用及较高的抗紫外线、抗热辐射性,还需要具有良好的EVA胶膜,至今仍是以EVA胶膜为基体,并对EVA绝缘性能、耐温度交变性(-60~90e)以及可靠的胶膜的耐老化、耐紫外线、耐热等性能作了改进。粘接性。下层的EVA胶膜除具有上述性能外,还需要具有良好的导热性,以便将硅电池片上积聚的热1PV组件的结构与性能量尽快消散,避免硅电池光电转化效率下降较快。光伏组件的结构自上而下的顺序是超白玻璃-有资料表明,
5、温度的升高会导致电池效率的下降,在密封剂-硅晶片-密封剂-TPT(含氟塑料膜)或铝没有考虑电池冷却的情况下,太阳电池的工作温度合金背衬材料。超白玻璃要求透光率91%以上,其可达到70e或更高,此时电池的实际功率将比标准[6]作用是保护电池片。据报道,在组件上层玻璃中添条件下的功率减少18%~29%。加微量氧化铈有阻挡紫外线的作用,可大幅度降低上下2层密封剂技术要求见表1。收稿日期:2008-03-12作者简介:申明霞(1966-),女,副教授,博士在读,研究方向:高分子及纤维复合材料应用研究,E2mai:lmxshen@hhu.edu.cn。粘接AdhesioninChina29申明
6、霞,等:光伏组件用密封剂研究进展第29卷第7期Tab.1Technicalrequirementsofencapsulants源部通过国家可再生能源实验室(NREL)委托JetinPVmodulesPropulsion和Springborn实验室研究太阳电池封装用表1PV组件密封剂的技术要求胶粘剂。曾试用过液态硅树脂、聚乙烯醇缩丁醛树性能指标脂片、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等,但因其价格高、玻璃化转变温度Tg/e<-40[8]施工不方便等原因被淘汰。封装小组件(如,1~工作温度/e-40~90[5]2W)时,可以使用环氧树脂进行浇铸封装。Kara2模量/MPa<20.7[9]banov等
7、用甲基丙烯酸甲酯作为PV组件胶粘剂,可水解性80e、相对湿度100%,仍不水解利用紫外辐射固化,封装方法与EVA的封装方法相抗热氧化性85e以上稳定似,效果也可满足IEC61215标准要求,但并未对其成型温度/e<170UV吸收和可降解性对350nm以上波段不敏感实际应用情况进行详细地报道。最终JetPropulsion[10]厚度/mm0.1~1.0和Springborn实验室的Czanderna等以杜邦公司气味,毒性无生产的Elvax150树脂(VAc
