轻量化已经成为当前众多行业共同的发展趋势，涉及到交通、新能源、建筑、航空、工业等不同领域，在全世界重视节能减排的当下，塑料及其复合材料越来越受到大家的关注。
广州市黄埔区新材料行业联合会专家委员会副主任朱建一认为：“我们要在合适的领域进行轻量化，这主要取决于轻量化的价值和其在一个领域中的重要性，比如工具轻量化之后会更便携，储氢瓶轻量化之后更容易运输……我个人非常看好新能源行业的轻量化潜力。”
本文将以光伏边框为例展开介绍。
光伏边框位于面板边缘，具有支撑面板并保护面板免受外部冲击的作用。
由于这种材料会长时间暴露在建筑物外墙和屋顶等阳光直射的户外，因此需要具备耐热性、抗腐蚀的耐久性，此外还要防止漏电。
按材料划分，光伏边框可分为铝合金边框、钢边框、复合材料边框，其中铝合金边框使用广泛，目前渗透率达到95%以上，价格在光伏组件成本中占比约为10%，目前仅次于电池片。
光伏组件制造商一直在寻找性能更好而且成本具有竞争力的材料，以替代铝合金。复合材料边框无疑是一个更好的选择。
它主要有四大优势：
1）材料成本低：复合材料边框价格较铝边框低20%-25%，后续有望进一步降低售价。
2）耐候性能出色：复合材料边框耐湿热、耐酸碱、耐盐雾，广泛应用于严酷的环境。
3）绝缘：复合材料边框体积电阻率达到1×10^14Ω·m，系统无需接地，有助于降低系统端PID风险，提高系统运维安全性。
4）轻质美观：复合材料边框密度只有2g/cm3，轻量化且美观，便于运输安装。
网上公开报道称，复合材料边框目前主要是玻璃纤维和聚氨酯树脂复材经拉挤成型后喷漆所得，一般玻纤含量75-85%，聚氨酯含量15-25%。
也有企业采用PET/GF 热塑复合材料一体注塑成型的方案，以及玄武岩纤维复合材料方案的。
科思创与合作伙伴共同开发的聚氨酯复合材料边框是一个很有代表性的案例。
作为一种非金属材料解决方案，聚氨酯复合材料边框拥有金属边框所不具备的优势，可以为光伏组件制造商降本增效。
科思创官网资料显示，聚氨酯复合材料力学性能优异，其轴向拉伸强度达到了传统铝合金材料的7倍以上。
同时，其还具有很强的耐盐雾和耐化学腐蚀性能。这些性能是取得认证的重要测试项目。
采用科思创聚氨酯复合材料边框封装的组件，通过了IEC 61701:201光伏组件盐雾腐蚀实验和IEC 62716:2013氨腐蚀试验。
而对于安装在高湿地区（例如，沿海和海上电场）的太阳能组件来说，耐腐蚀性能尤为重要，是确保长久户外运行的关键。
科思创聚氨酯复合材料的体积电阻率可达1×1014Ω·cm，光伏组件采用非金属边框封装后，大大降低了形成漏电回路的可能性，有助于减少PID电势诱导衰减现象的产生。
PID效应的危害使得电池组件的功率衰减，减少发电量。因此，减少PID现象可以提高电池板的发电效率。
为保护长年累月暴露在室外的光伏组件边框，科思创还开发了双组分水性聚氨酯涂层解决方案。配方主要成分为Bayhydrol A和Bayhydur系列产品。与传统的溶剂型涂料相比，全新解决方案降低了将近90%的VOC。
同时，该涂层与作为基材的聚氨酯复合材料有极好的附着性能，耐磨性和耐候性表现都很优秀，因此能耐久使用，还能节约再次涂装的费用。全新的涂层解决方案在喷涂后速干成膜，实现快速高效生产。
装配有科思创聚氨酯复合材料边框的光伏组件已于2021年通过了行业权威的TÜV莱茵认证， 证明这一新材料可以满足光伏行业的严格要求，为行业带来了性能优异的低碳解决方案。
笔者还注意到，2021年10月的时候LG化学（LG Chem）在韩国率先开发出可替代太阳能面板框架金属的塑料材料“LUPOY EU5201”，并正式投入市场。
该材料采用独创技术和制造工艺，是一种热膨胀系数小，且不会因温差引起变形的PC／ASA阻燃材料。其中PC／ASA是一种以聚碳酸酯（Polycarbonate）为基础，混合ASA（Acrylonitrile Styrene Acrylate，丙烯腈）树脂制成的高物理性能的工程塑料。
LG化学开发的“LUPOY EU5201”是一种高功能工程塑料材料，在聚碳酸酯化合物中添加玻璃纤维，从而提高了一般塑料的机械物性。
与现有铝框相比，该材料耐用性相当，但重量减半，且十分具有价格竞争力。
此外，这种材料还具有出色的尺寸稳定性，在温度改变也依然可以保持形状，不易因外部环境而变质或变形。
通过减少紫外线照射引起的化学分解，与一般塑料相比，该材料可以大大提高产品的寿命，使其即使长时间暴露在阳光下，其颜色也不会发生改变。
通过采用LG化学的新型工程塑料材料取代铝材，不仅有望降低材料成本，还能大幅减轻太阳能面板的重量，从而有效提高运输和安装的便利性。
LG化学还可以回收普通消费者使用过的塑料的PCR PC（Post－Consumer Recycled Polycarbonate）开发技术，可以根据客户需求使用高含量PCR原料制造环保低碳产品。
来源：专塑视界
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艾邦建有光伏边框、支架交流群，已有天合光能、晶科、亿晶光电、德毅隆、沃莱、博菲电气、爱康、振石、桐昆、福膜、云晟、恩贝斯、广东仁达、江阴科诚、鑫四通、科思创、万华、立邦、百昊威等复合材料光伏边框、支架生产企业及拉挤设备、喷涂设备、聚氨酯树脂、玻纤、聚氨酯水性漆等产业上下游企业加入，欢迎扫码加入群聊！
原文始发于微信公众号（艾邦光伏网）：亟需轻量化的光伏边框，聚氨酯复合材料具有巨大潜力
