太陽能電池組件(也叫太陽能電池板、光伏組件)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,送往蓄電池中存儲起來或推動負(fù)載工作。
光伏發(fā)電
光伏組件作為光伏電站的核心設(shè)備,從封裝角度可分為單玻組件和雙玻組件。隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,雙面電池得到迅速發(fā)展,目前市場中,雙面電池組件大多采用雙玻封裝,少數(shù)使用透明背板封裝。
彭博新能源財(cái)經(jīng) (Bloomberg New Energy Finance,BNEF)指出,到2022年,雙面電池組件的市場占比將超過90%。同時(shí),透明背板的市場占比較小,雙玻組件將成為組件市場主流。
雙玻組件示意圖
電池封裝質(zhì)量的好壞,直接影響到光伏組件的發(fā)電效率、使用壽命等,其中封裝膠膜對PID等性能影響重大,膠膜材料的選擇至關(guān)重要。
1、PID是怎么形成的?
PID(Potential Induced Degradation)全稱為潛在電勢誘導(dǎo)衰減,是指大量電荷聚集在電池表面,使電池表面飩化失效,從而導(dǎo)致電池組件的功率驟降。
由于防雷工程的需要,組件的鋁合金邊框要求接地,電池片與鋁邊框之間便形成了比較高的直流電壓。對EVA封裝組件來說,EVA無法做到100%的絕緣,使用過程中,水氣透過硅膠、背板等滲透到組件內(nèi)部,使EVA發(fā)生分解,產(chǎn)生自由移動的醋酸,醋酸和玻璃表面析出的堿反應(yīng),形成自由移動的鈉離子,鈉離子在外加電場的作用下,向電池表面移動,聚集到電池表面的減反射層從而導(dǎo)致組件功率降低。
PID示意圖
水氣進(jìn)入組件,EVA 遇水分解產(chǎn)生醋酸,醋酸與堿反應(yīng)產(chǎn)生鈉離子,鈉離子富集到電池表面,以上四步便是PID現(xiàn)象形成的全過程,而這一過程也是目前光伏行業(yè)普遍認(rèn)可的一種PID效應(yīng)成因。
2、EVA封裝膠膜有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
EVA膠膜主要成分是EVA,外加各種添加劑,如交聯(lián)劑、增稠劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等。EVA以其優(yōu)異的封裝性能、良好的耐老化性能和低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn),在2014年前便成為光伏組件封裝的首選材料。但是其PID缺陷也很明顯。
雙玻組件的出現(xiàn),似乎給了EVA克服天生缺陷的可能,由于玻璃的水蒸氣透過率幾乎為零,雙玻組件的低透水率或者說零透水率讓EVA抗水解能力不再成為問題。
雙玻組件耐侵蝕性更強(qiáng)
然而,如何解決雙玻組件邊緣水氣滲透和由此帶來的抗PID性能差等問題,依然無法得到正解。
3、POE封裝膠膜的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
POE由茂金屬催化劑開發(fā)而來,是具有窄相對分子質(zhì)量分布、窄共聚單體分布、結(jié)構(gòu)可控的新型聚烯烴熱塑性彈性體。POE具有優(yōu)異的水氣阻隔能力和離子阻隔能力,水氣透過率僅為EVA的1/8左右,且老化過程不會產(chǎn)生酸性物質(zhì),具有優(yōu)異的抗老化性能,是高效、高可靠性光伏組件封裝膠膜的首選材料。
POE
雖然POE膠膜具有更好的水氣阻隔能力和更好的抗老化性能,但是POE由于粒子成本高,加工性能不及EVA等,市場一直未被全面打開。直到近幾年,感受到雙玻挑戰(zhàn)的背板企業(yè)也紛紛加入開發(fā)POE膠膜。
從 2017年開始,POE膠膜量升價(jià)跌,市場占有率不斷提升。而且,2020年以來,由于EVA缺貨嚴(yán)重,價(jià)格快速上漲,POE進(jìn)一步獲得了占領(lǐng)市場的良機(jī)。目前,POE膠膜幾乎成為雙玻組件主流選擇, 很多雙玻電站業(yè)主在招標(biāo)階段就指定采用POE膠膜。
4. 未來:競爭激烈,仍未可知!
然而當(dāng)下,EVA膠膜也迎來了轉(zhuǎn)折機(jī)遇。在平價(jià)上網(wǎng)、補(bǔ)貼下調(diào)的壓力下,終端客戶普遍更加關(guān)注組件價(jià)格,有些組件廠目前已經(jīng)開始采用EVA+POE組合封裝方式,以降低成本或應(yīng)對POE供應(yīng)短缺的問題。同時(shí),隨著大硅片組件的流行,雙玻組件開始使用帶邊框設(shè)計(jì),而且EVA的加工流動性比POE更好,部分組件廠認(rèn)為帶邊框的雙玻組件可以采用EVA。
隨著電池片的抗PID性能以及EVA膠膜生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步提高,雙玻組件使用EVA膠膜也未嘗不可,EVA膠膜給POE膠膜帶來的良性競爭,將更有利于POE膠膜生產(chǎn)商加速降本增效,降低POE成本,促進(jìn)光伏行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
原標(biāo)題:EVA還是POE,雙玻組件封裝膠膜怎么選?