金鵬:現(xiàn)任賽拉弗技術(shù)總監(jiān),擁有多年光伏技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品應用經(jīng)驗。在賽拉弗帶領(lǐng)團隊成立了產(chǎn)品研發(fā)工作組為客戶設(shè)計開發(fā)研制了多個系列規(guī)格產(chǎn)品,多次獲得知識產(chǎn)權(quán)專利。
疊瓦導電膠在光伏行業(yè)應用已久,導電膠的質(zhì)量如何、有何優(yōu)點、有何缺點?后續(xù)如何改進更能保證組件質(zhì)量?本文及后續(xù)文章將借使用端對導電膠的了解,對導電膠的某些性能和應用進行數(shù)據(jù)分享,借此與行業(yè)同仁進行討論。
本文僅對目前出現(xiàn)的光伏導電膠種類進行簡述,及對導電膠的低溫性能進行探討。
一、簡介
2015年賽拉弗率先開始研發(fā)疊瓦光伏組件,2016年賽拉弗疊瓦光伏組件率先實現(xiàn)量產(chǎn),成為國內(nèi)第一家量產(chǎn)疊瓦產(chǎn)品的組件制造商,與此同時疊瓦導電膠也伴隨著疊瓦技術(shù)的進步,從開始的一膠難求到現(xiàn)在有幾十家企業(yè)在研發(fā),導電膠已經(jīng)成為最熱門的材料。
二、導電膠的分類
市場上使用的導電膠水大都是填料型,填料型導電膠水的樹脂基體,常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化后形成了導電膠水的分子骨架結(jié)構(gòu),提供了力學性能和粘接性能保障,并使導電填料粒子形成通道。目前光伏行業(yè)導電膠開發(fā)主要集中在有機硅和丙烯酸兩類樹脂,少數(shù)廠家在開發(fā)環(huán)氧導電膠。
導電膠水要求導電粒子本身要有良好的導電性能,粒徑要在合適的范圍內(nèi),能夠添加到導電膠水基體中形成導電通路。導電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物,目前光伏行業(yè)只要使用銀、銀銅合金作為主要填料,也出現(xiàn)過鎳碳導電膠。
三、低溫性能比較
導電膠在光伏應用中除了導電性和粘結(jié)力之外,高低溫下的性能也是至關(guān)重要的。光伏組件在使用過程中會遇到各種不同的溫度環(huán)境,考慮組件在大雪后會承受雪的壓力,同時也承受著低溫環(huán)境,在這種極端條件下疊瓦組件表現(xiàn)又如何呢?
1、試驗方法介紹:
選取三款導電膠——A有機硅,B丙烯酸,C改性丙烯酸,制作成標準組件;測試功率和EL后放入環(huán)境試驗箱降溫至-40℃,冷卻1h;開箱將5400Pa沙袋均勻的鋪設(shè)到組件上,降溫至-40,冷卻1h。
表1:樣本分類及實驗條件
2、試驗結(jié)果
試驗后在STC條件下對組件進行最大功率測試及EL測試,三種體系導電膠衰減情況見表2。
表2:樣本的衰減列表
編號 |
體系 |
功率衰減 |
A |
有機硅 |
0.03% |
B |
丙烯酸 |
1.92% |
C |
改性丙烯酸 |
0.7% |
試驗后EL圖片:
有機硅
丙烯酸
改性丙烯酸
3、結(jié)論
從測試結(jié)果可以明顯看出:有機硅體系衰減最小,丙烯酸體系可以衰減非常嚴重,改性丙烯酸低溫下性能有較大改善。
賽拉弗疊瓦組件用導電膠替代焊帶避免了4%的焊帶遮擋面積,緊密疊加的電池片搭配導電效果更佳的導電膠,使得內(nèi)阻較低了3%以上。目前賽拉弗疊瓦組件采用的是有機硅體系的導電膠,在低溫-40℃下且承受5400Pa機械載荷后,性能表現(xiàn)優(yōu)異,功率衰減僅為0.03%。作為全球領(lǐng)先的光伏組件制造商,賽拉弗研發(fā)團隊長期深入研究,不斷進行技術(shù)革新,為客戶提供高功率、高收益、高可靠性的光伏產(chǎn)品。