太阳能电板中的光伏背板,你真的了解吗?
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什么是太阳能电池的光伏背板?在科技的发展道路上,离不开能源的助力,特别是再科技飞速发展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人员不断开发新能源,这就再当下最需要研发太阳能的使用。
透明背板成为行业新晋“网红”,是适应行业发展大趋势的结果。双面、高效、大尺寸是业内公认的光伏组件发展三大趋势。随着更大尺寸、更高效率产品不断问世,组件重量成为隐忧,相关辅材市场不断推陈出新,努力“减重”。在此情形下,将双玻组件替换为“玻璃+透明背板”,成为不少企业的选择。
光伏背板位于光伏组件的背面,主要起到保护和支撑太阳电池的作用[20]。作为用于光伏组件最外层大面积封装的高分子材料,光伏背板是影响光伏组件使用寿命的最关键材料。目前光伏行业较常用的背板为TPT背板,该背板为3层结构,即PVF(聚氟乙烯薄膜)-PET( 聚脂薄膜)-PVF 结构。外层PVF 具有良好的抗环境侵蚀能力,中间层PET具有良好的绝缘性能,内层PVF经表面处理后与EVA胶膜具有良好的粘接性能[21]。
目前,市场上的双面组件大部分是双玻组件,双玻组件封装采用双玻璃压制而成,其发电效率优于传统组件,但随着硅片、组件面积越来越大,双玻组件也越来越重。这不仅增加了制造端的成本,同时也增加了安装成本和运维成本。
双面组件顾名思义就是正反两面皆可发电,对于封装材料的要求就是高透光率和高可靠性,目前双面组件普遍采用双玻组件的封装结构。“但双玻组件面前面临重量较重,运输安装成本较高,爆裂率较高等痛点。事实上,除了采用双玻结构的封装方案之外,用透明背板作为双面组件的背面封装材料是一种更优的解决方案,一方面可以完美解决双玻组件面临的种种痛点,另一方面玻璃+背板的组件结构有超过30年的户外实绩验证,可以确保电站投资者的长期收益。”
资料显示,PVF与PET的脆性温度都在-70℃,由于含氟材料PVF较薄,因此其低温性能一般可满足极端气候环境,而PET在背板结构中较厚,在极端低温下其弹性会大幅降低,导致其承受外力冲击的能力下降,从而会产生隐裂或磨损,保护性能也会受到影响。同时,TPT背板作为高分子材料,在强紫外辐射下,其外层保护层产生裂纹会使其中间层直接与户外环境接触,造成PET产生水解及光氧老化现象,最终导致其保护性能下降[22]。
此外,采用透明背板封装,双面组件减重达30%,应用范围更加广泛,尤其是搭配跟踪单元也可大大增加跟踪器的使用寿命;同时,也能显著降低组件的运输成本。透明背板是有机高分子材料,具有呼吸性,在组件温度与环境温度一致时吸收水汽,当组件温度高出环境温度 10 ℃时,排出水分子量是吸入的4 4倍,高出 25 ℃时,则高达 16倍。
因此,在极端气候环境下使用的TPT背板,除了需具备耐候性、绝缘性、水汽阻隔、耐腐蚀和耐风沙磨损等各种平衡的性能之外[23],还需加强低温机械强度、韧性及抗老化性能,如此才可使光伏组件更长期有效的耐受极端气候环境,保证组件的使用寿命和发电性能不受影响。
以上就是光伏背板的解析,相信再过几年到几十年,当人类利用太阳能的技术很成熟的时候,这样就有了无穷尽的能源供给社会的使用,再当下就需要研究者更加努力研究新技术。