光伏前板和背板是光伏组件用于实现保护电池片、透光、封装的重要组成部分。一般地,光伏背板多为PET基的高分子材料,而前板大部分为光伏玻璃。但是,随着应用场景要求的变化和技术的进步,高分子基材的光伏前板也越来越受到光伏行业的重视,相关产品开发也越来越多。
光伏背板是太阳能光伏电池板的关键光伏封装材料,光伏背板与光伏组件的外部环境有着大面积的接触,在面临湿热、干热和强紫外线等恶劣环境下,不仅对光伏组件的性能保持保持至关重要,而且对保证光伏组件长期的运行可靠性也非常重要。
光伏背板主要有三层,外层多为含氟聚合薄膜,具有很好抗环境腐蚀能力;中层为PET层,具有良好绝缘性能,内层与EVA等具有很好粘结作用。
光伏背板位于光伏组件背面,对电池片起到保护、支撑作用,其良好的耐候性、阻水性、耐腐蚀性和绝缘性等,既能够将光伏发电组件与潜在的巨大压力下的光伏环境隔离,又能够有效保护和支撑电池片。
根据是否含氟可以将背板分为双面氟膜背板、单面氟膜背板和不含氟背板,具体种类如下:
市面上双面含氟背板中最常见的类型,采用复合工艺,将美国杜邦公司生产的Tedlar®牌PVF氟膜与中间层PET基膜通过胶粘剂复合在一起。
内层氟材料保护PET免受紫外线腐蚀,同时经过特殊处理与封装胶膜更好的粘结,外层氟材料保护组件背面免受湿、热、紫外线侵蚀。
相比TPT,区别在于内外层氟膜采用PVDF薄膜代替了PVF薄膜,其突出特点是机械强度高,耐辐照性好,具有良好的化学稳定性,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀。
该类型背板最初是由采用法国阿科玛公司生产的Kynar®牌PVDF氟膜制成的KPK®背板而被熟知。
一面采用复合工艺将PVDF氟膜通过胶粘剂复合于PET基膜,另一面采用流延制膜工艺将混入二氧化钛的含氟树脂紧密均匀涂覆于PET基膜的涂层,该涂层经高温熟化后形成与PET基膜有自粘性的含氟薄膜,区别于易脱落的氟涂料涂层。
该氟膜达到国外氟膜产品耐紫外、阻水等高性能要求的同时,价格显著降低。
主要是以PE(聚烯烃类薄膜)替代内层氟膜,由于单面含氟,其保护性能不如TPT结构,难以经受长期抗紫外老化考验,但成本比TPT结构低。
主要是以PE(聚烯烃类薄膜)替代内层氟膜,由于单面含氟,其保护性能不如KPK型背板,难以经受长期抗紫外老化考验,但成本比FPF结构低。
PPE型背板:通常外层PET需要进行抗紫外耐候的强化处理,通过胶粘剂粘合而成。其抗湿热、干热、紫外等性能相对较差,主要应用于耐候性要求相对较低的光伏组件上。
传统的光伏正面封装材料多为玻璃,其强度高、透光性好,但重量较重、不能发生大的弯曲。高分子材料作为前板材料代替玻璃越来越受到关注,特别是应用在轻质和柔性组件的封装结构中,丰富了光伏组件的应用场景。
前板材料必须具有高透明度,有时需要添加稳定的化学添加剂,包括紫外吸收剂等。
透明前板除了要有良好的透光度和抗紫外性能外,还需要提供一定的机械强度,抗风、抗冰雹冲击等耐候性和其他封装材料相匹配的热膨胀系数。典型的前板材料有ETFE、氟碳树脂、PVF、PVDF等。
前板的失效模式与背板基本相似,但与背板不同的是,变色和分层因为降低了透光率,所以会直接导致光学损失,从而影响组件功率。
一种是氟碳树脂/PET复合的透明前板,其结构和性能类似于背板;
另一种是采用ETFE/玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构。
有研究基于单晶硅光伏组件设计了一种具有刚性、轻量化、抗冰雹冲击和机械负载的轻质组件,并改善了其美观度。在意外掉落时组件不会损坏,减少了安装过程中的风险。
如下图所示,其前盖板选用ETFE聚合物,通过复合背板为整个组件提供了刚性支撑。研究表明其制备的轻质组件能抵抗冰雹和2400Pa的机械载荷。
高分子复合材料在背板中的应用已经是司空见惯了,但是在前板中的应用还在前期,艾邦光伏网特为大家整理了12家光伏背板以及高分子材料的光伏前板生产企业和他们推出的最新产品。如有遗漏和失误,欢迎留言区评论~
乐凯胶片股份有限公司成立于1998年1月16日,是中国乐凯集团有限公司的控股上市子公司(股票代码600135),现隶属于中国航天科技集团有限公司。乐凯胶片提供有色光伏背板及透明前板的解决方案。
回天新材(股票代码:300041)是中国胶粘新材行业拥有45年发展历史,专注胶粘新材料研发,拥有六大学科2000多种产品。常州回天有光伏背板产品。
阻水背板具有超高的水汽阻隔特性,满足HJT电池封装需求;双面含氟涂层设计,高耐热;可靠性高,透光率衰减<5%等优势。
杭州福膜新材料科技股份有限公司成立于2010年,由海归博士团队创业。福膜既有光伏背板,也有透明光伏前板产品。
杭州福膜是光伏背板用PVDF膜的全球领导者,拥有杭州、绍兴两大生产基地,年产能为2.5亿方PVDF膜,满足约50GW光伏组件用膜需求。
公司致力于耐候功能薄膜解决方案,开发出可应用于光伏、航天航空、建材等领域用的功能性产品。如FM Solvan电站用PVDF乳白膜系列、透明前板系列;FM Fluorina功能性透明PVDF膜系列;FM Amostron彩钢彩铝用PVDF合金膜系列;FM Vivilux多彩功能装饰膜系列。
东莞市汉恩能源有限公司成立于2015年,一直致力于太阳能光伏领域产品的开发,生产及销售,提供ETFE透明前板解决方案。
FluonETFE薄膜是日本旭硝子公司一贯生产的高性能的薄膜。它不含有任何增塑剂或粘合剂。由于其优良的耐热性,耐化学性,自清洁特性和杰出的绝缘性,它被广泛应用于多个领域。
Fluon ETFE薄膜在太阳能领域也得到了广泛的使用。
coveme是一家私营企业,成立于1965年,位于意大利博洛尼亚,在聚酯薄膜处理和转化方面拥有60年的经验,有网格背板和含铝背板解决方案。
该公司在意大利和中国有2个生产基地,在意大利、中国和德国有3个研发实验室,14条生产线和一个全球规模的商业网络。
康维明进行的工艺包括表面处理、涂层、热稳定和层压,并将聚酯薄膜转化为适合用于进一步工业工艺的增值载体。
江苏双星彩塑新材料股份有限公司,上市于2011年06月02日。
主营各类包装薄膜及复合包装材料、功能性高分子新材料等系列产品,目前拥有进口镀膜设备5条,多条进口聚酯薄膜生产线,年产聚酯薄膜12.8万吨,位居国内第二位;年产镀铝膜1.5万吨,位居国内第一位;年产收缩膜1万吨,收缩率超过50%。
双星新材的光伏背板膜主要应用在光伏发电领域,聚酯薄膜基膜2022年产量75万吨-80万吨, 目前市占率在30%左右。
长荣新材料技术有限公司于2017年01月成立。提供透明白、黑网格背板。
浙江歌瑞新材料有限公司创立于2010年12月,是巨化集团公司全资子公司,注册资金1亿人民币,位于衢州东港七路118号,占地面积116亩。公司提供PVDF前板/背板及ETFE前板。
产品主要应用于新能源、航空航天、地面交通、含氟改性材料等领域。
2008年创建于中国苏州,立志成为领先的综合高分子材料创新企业,提供多元化产品和应用技术解决方案。是全球最大的光伏背板企业之一。
◆ 从事以胶黏剂为核心的薄膜形态功能性高分子材料的研发、生产和销售,打造自有研发的全产品矩阵平台。
◆ 背板及胶膜处于国际领先地位,首创发明的KPf ®背板,连续七年雄踞全球销量领先。
苏州易昇光学材料股份有限公司注册资本10527.6633万元,是集综合性高分子功能膜材料研发、生产、销售及服务于一身的高新技术企业,产品涵盖光伏、光学和电子等行业,主要产品为光伏背板、太阳能胶膜及柔性光学材料膜。
服务客户包括晶澳、晶科、协鑫、华能、海泰、锦州阳光、东方日升、亿晶等国内外行业领军企业。
中天科技起步于1992年,以光纤通信起家,现在,中天科技已经形成信息通信、智能电网、新能源、海洋系统、新材料等多元产业格局。中天科技1995年起承担国家火炬项目,1997年被国家科技部和中国科学院评为国家重点高新技术企业。
中天科技氟膜智能工厂位于江苏省南通市经济技术开发区内,隶属于中天科技新能源产业集团。
现有产品包括光伏背板用超耐候PVDF有色薄膜及前板用PVDF透明膜、光伏组件增益用焊带反光膜、间隙反光膜,超耐候密封防水防护薄膜以及PVDF氟膜彩钢瓦等,涉及光伏发电、钢构建筑、建筑防水等多个应用领域。
百佳年代是一家从事功能性薄膜研发、生产和销售的高新技术企业,主要产品包括光伏胶膜、BOPET薄膜、PVC薄膜、PC薄膜、胶粘剂及涂层材料等,产品广泛应用于光伏组件、消费电子和家居装饰等行业。
经过在功能性薄膜行业多年的深耕,公司已建立起完善的功能性薄膜技术平台。
在薄膜加工工艺方面,公司拥有流延、压延、挤出、双向拉伸、复合、精密涂布、印刷和压花等塑料薄膜加工工艺生产线。
随着双玻组件的渗透率提升,预计光伏背板需求量将保持较慢上升走势,2023年中国新增光伏装机背板需求同比下降约7.1%。
未来,全球光伏背板市场将呈现出以下几个发展趋势:
1)市场规模不断扩大,增长势头强劲:
2)光伏背板技术不断升级,性能和品质得到进一步提升:
3)光伏背板应用领域不断拓展,市场用户群体增多;
4)中国等发展中国家成为全球光伏背板市场的主要增长点。
而高分子基材的透明前板目前处于市场前期阶段,后续我们将持续关注此市场发展情况。
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