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? ? ? ?近(jin)幾年來(lai),雙面(mian)光(guang)伏(fu)組件(jian)(jian)成(cheng)為當下高(gao)效(xiao)光(guang)伏(fu)組件(jian)(jian)封裝的主(zhu)流方式之一(yi)。雙面(mian)光(guang)伏(fu)組件(jian)(jian)的正面(mian)和背面(mian)均能(neng)發(fa)電,較(jiao)常規的單面(mian)組件(jian)(jian),其發(fa)電量(liang)更多。雙面(mian)組件(jian)背(bei)面(mian)透(tou)光(guang)材(cai)料的(de)選(xuan)擇主(zhu)要為玻璃和透(tou)明背(bei)板。傳(chuan)統(tong)玻璃背板,即雙(shuang)玻組件,存在工藝(yi)難度(du)大(da)、良(liang)品率低等(deng)工藝(yi)制(zhi)程(cheng)問(wen)題,并(bing)且還存在重量(liang)重、難安裝(zhuang)、破損率高等(deng)應用方面的問(wen)題。但主要由于技術(shu)水平(ping)的限制,市場上(shang)一直(zhi)也沒有(you)(you)(you)很理(li)想的透明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)產品。透明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)由于材料特性(xing)(xing)和使用方(fang)面的要求,具(ju)有(you)(you)(you)超高的透光(guang)率,將會導致太陽光(guang)中的紫外線可以穿透整個背(bei)(bei)板(ban)(ban),對背(bei)(bei)板(ban)(ban)的內層材料造成破壞。因此(ci),研發(fa)一款既具(ju)有(you)(you)(you)高透明(ming)性(xing)(xing),又具(ju)備優(you)良耐候性(xing)(xing)及具(ju)有(you)(you)(you)紫外線阻隔功(gong)能的透明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)對于光(guang)伏行業具(ju)有(you)(you)(you)重要的意義。
? ? ? ?透明背板的(de)關(guan)鍵(jian)性能指標。透明背板中可見光透過率和(he)(he)耐紫(zi)外線性能對(dui)電池組件(jian)的發電量和(he)(he)使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)具(ju)有(you)關鍵(jian)性作用(yong)(yong)。
? ? ? ?1、透光率高。為提高透(tou)(tou)光(guang)(guang)率,光(guang)(guang)伏玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)鐵含量(liang)、浮法壓花(hua)、表面鍍減反射膜、降(jiang)低(di)厚度(du)等(deng)方式。目前(qian)光(guang)(guang)伏玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)GB/T30984.1-2015《太陽能用(yong)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)第1部分:超(chao)白壓花(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)》中,用(yong)于前(qian)板(ban)的3.2mm的非鍍膜玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)透(tou)(tou)光(guang)(guang)率要求≥91.5%,鍍膜玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)透(tou)(tou)光(guang)(guang)率要求≥93%;用(yong)于雙(shuang)玻(bo)(bo)(bo)的2mm非鍍膜玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li),可(ke)見光(guang)(guang)透(tou)(tou)過(guo)率也(ye)要≥91.5%。
? ? ? ?PET高分子材(cai)料由(you)于表面特(te)性和(he)(he)材(cai)料特(te)性對光(guang)線(xian)存在反射和(he)(he)吸收,可(ke)見光(guang)透過率很難(nan)做到>90%。為減(jian)少(shao)光在(zai)界面(mian)處的(de)(de)損(sun)失,一(yi)般(ban)可通(tong)過改變(bian)反射光的(de)(de)相(xiang)位或者介質的(de)(de)折射率(lv)來(lai)達到。其中一(yi)種是干涉型堆棧式薄(bo)膜(mo)(mo),這(zhe)類薄(bo)膜(mo)(mo)利(li)用光和物質的(de)(de)相(xiang)互(hu)作用,在(zai)薄(bo)膜(mo)(mo)頂部(bu)與底部(bu)的(de)(de)反射產生相(xiang)消(xiao)干涉來(lai)達到減(jian)反射的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。另(ling)外還(huan)可(ke)以(yi)通過(guo)改變空氣與基板之(zhi)間薄膜(mo)(mo)在垂直高(gao)度(du)上不同(tong)折射(she)率分(fen)布來(lai)達到反(fan)射(she)效(xiao)果,利用(yong)這(zhe)種原(yuan)理的減反(fan)射(she)膜(mo)(mo)稱為各向異(yi)性減反(fan)射(she)膜(mo)(mo),又(you)稱折射(she)率漸(jian)變減反(fan)射(she)膜(mo)(mo)。可(ke)以(yi)通過(guo)不同(tong)折射(she)率材料的組合搭(da)配(pei),開發出具有高(gao)透光率的透明背板,可(ke)見光透光率達到93%以(yi)上。
? ? ? ?2、耐紫外性能。目前(qian)的高(gao)分(fen)子類型的光(guang)伏背板分(fen)為(wei)多(duo)種結構,PET具有優良的機械(xie)性(xing)能(neng)、電氣絕緣性(xing)能(neng)、水(shui)汽阻隔性(xing)能(neng),是(shi)光(guang)伏背板優選(xuan)的骨架材料。為(wei)滿足戶外長期使用(yong)的需求,一般(ban)都在(zai)PET兩側通過涂覆或者復(fu)合一層氟材料來保護PET。
? ? ? ?戶外長期(qi)使用環境中,高低溫(wen)冷熱沖(chong)擊、氧氣、紫外等條件是(shi)造成(cheng)PET老化降解的(de)主要(yao)因素,GB/T31034-2014《晶(jing)體硅太陽電池組件用絕緣背板》中也設計了恒定(ding)濕(shi)熱、熱循(xun)環、濕(shi)凍循(xun)環、紫外照射(she)等評估光(guang)伏(fu)背板長期(qi)可靠性(xing)的(de)實(shi)驗方法(fa)及(ji)標準。標準要(yao)求背板在經過60kWh/m2輻照量以后,表面無粉(fen)化、開裂、黃變值(zhi)<3。為滿(man)足耐紫(zi)外(wai)的(de)(de)性能需求,傳(chuan)統(tong)的(de)(de)白(bai)色背板,其中(zhong)都含有(you)(you)(you)金紅石型鈦白(bai)粉(fen),能夠起到良好的(de)(de)隔(ge)絕紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)(de)作用(yong),并具(ju)有(you)(you)(you)長期可靠(kao)性。但是(shi)常(chang)規的(de)(de)鈦白(bai)粉(fen)也具(ju)有(you)(you)(you)極佳的(de)(de)遮蓋(gai)能力,可見光無法透(tou)過,不適于應用(yong)在透(tou)明背板產品中(zhong)。常見的有機結構紫外線吸收劑,在紫外線的長期照射會逐漸失效,長期可靠性有待提升。因此,亟待發展一種長期可靠的紫外線屏蔽材料。
? ? ? ?3、功率增益。在雙(shuang)面發電光(guang)伏組件電池(chi)片(pian)間隙的漏光(guang)區域涂(tu)上具有高反射率的白(bai)色涂(tu)層(ceng),能使原本會直接穿過電池(chi)片(pian)間隙而浪費掉的太陽光(guang)進(jin)行二次(ci)利用,使雙(shuang)面發電光(guang)伏組件的平(ping)均功率提升。
? ? ? ?再來看看透明網格背板(ban)材料性能研究與實驗(yan)。
? ? ? ?1、耐紫外納米雜化材料。傳(chuan)統背板耐(nai)紫(zi)外材料選(xuan)用(yong)有機紫(zi)外吸收劑,具(ju)有光學不穩定性(xing),使用(yong)納(na)米材料代替有機的(de)紫(zi)外吸收劑,將(jiang)具(ju)絕佳的(de)耐(nai)候性(xing)能。當然使用(yong)空心的(de)二氧(yang)化鈦(tai)也是(shi)很好的(de)方(fang)法。將TiO2、ZnO材料(liao)做(zuo)到(dao)納(na)米級別,材料(liao)在具有(you)紫外(wai)屏蔽(bi)功(gong)能的同時可(ke)具有(you)高度的透明性。
? ? ? ?制備(bei)透明納(na)(na)米材(cai)料(liao)的(de)(de)方法。使用(yong)鋅(xin)前(qian)驅(qu)體(ti)、鈦(tai)前(qian)驅(qu)體(ti)合(he)成納(na)(na)米級別透明的(de)(de)氧化鋅(xin)、氧化鈦(tai)。使用(yong)超(chao)分(fen)散技術使其更好地分(fen)散在(zai)有(you)機溶液中,并做表面修飾;之(zhi)后在(zai)超(chao)分(fen)散納(na)(na)米粒子表面包裹(guo)一層稀土金(jin)屬配合(he)物,稀土金(jin)屬具(ju)有(you)光(guang)轉換(huan)功能(neng),可以(yi)將部分(fen)的(de)(de)紫外光(guang)轉換(huan)為可見光(guang),近(jin)紅外光(guang);稀土金(jin)屬表面的(de)(de)配合(he)物帶有(you)多種特殊(shu)的(de)(de)官(guan)能(neng)團,可以(yi)與氟碳樹脂進行橋聯,形成有(you)機無(wu)機納(na)(na)米雜(za)化結構。實驗發(fa)現,合成的(de)有(you)機(ji)無(wu)機(ji)納米(mi)雜化材(cai)料(liao)的(de)透(tou)射光譜圖(tu),在紫外(wai)波(bo)段360nm以下(xia)的(de)波(bo)長范(fan)圍(wei)能(neng)很(hen)好(hao)地紫外(wai)吸收,可見光波(bo)段400~780nm范(fan)圍(wei)透(tou)過(guo)率可達94%以上(shang)。
? ? ? ?2、高透光(guang)膜(mo)層組合。當(dang)一束(shu)光從(cong)一種介(jie)質(zhi)(zhi)照射(she)到另(ling)一種介(jie)質(zhi)(zhi)時,由于兩(liang)種介(jie)質(zhi)(zhi)折射(she)率(lv)的差異(yi),會發生(sheng)光的吸收(shou)、反射(she)、透射(she)。減反增透薄膜可以有效降低光在基底表面的反射(she),增加光的透射(she),從(cong)而(er)可以提升某一波長或者(zhe)波段(duan)內(nei)的光學性(xing)能。通過不(bu)同(tong)(tong)折光指數膜層(ceng)的組合、樹脂的種類(lei)、膜層(ceng)厚(hou)度等,縮小不(bu)同(tong)(tong)介(jie)質(zhi)(zhi)的折射(she)率(lv)的差距(ju),提高(gao)了可見光透過率(lv)。
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