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硅胶粘合剂在光伏组件中有哪些应用?

2024.06.06 10:07:22   Clicks

光伏电池由很多精密部件组成,其中电子元器件都需要密封胶进行封装保护,选择合适的胶粘剂尤为重要,其中有机硅胶粘剂的性能尤为突出,那么光伏组件为什么要选择有机硅胶粘剂呢?

硅胶密封胶的结构比较特殊,其热稳定性高,在高温下工作,化学键不会轻易分解断裂,机械性能也不会随着温度的变化而变化;硅胶在户外环境下使用,不会轻易被紫外线和臭氧分解;硅胶的电绝缘性能非常好,能够抵抗电弧、电压、电晕,起到良好的绝缘作用,尽量减少短路等事故的发生。硅胶的电绝缘性能非常好,能够抵抗电弧、电压、电晕,起到良好的绝缘作用,尽量减少短路等事故的发生。另外,硅胶密封胶的防水防潮性能也很好,能够有效的阻隔潮气和水分,不会影响组件的正常工作。正因为这些性能,它非常适合在光伏等行业使用


光伏组件用胶


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硅胶材料有哪些特点?




以SIPC 93系列 导热型有机硅粘接密封胶为例:


▶ 具有较高的导热系数

▶ 胶层有弹性,不黄变、不渗油,综合性能优异 

▶ 抵抗湿气、污物和其它大气组分 

▶ 减轻机械、热冲击和震动引起的机械应力和张力

▶ 电绝缘性能优异、防电晕 

▶ 户外老化性优异、使用寿命可达 20-30 年

▶ 在-60-260℃间稳定的机械和电气性能


光伏电池组件的组成是怎样的?




有机硅粘接胶


(1)钢化玻璃


钢化玻璃是光伏组件的重要组成部分,其作用是保护光伏电池并提供透光性,可承受较大的昼夜温差和恶劣的天气条件。钢化玻璃需要具有高透光率(一般为91%以上)和超白钢化处理的特点。


(2)EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)


EVA是一种热熔胶,用于钢化玻璃与光伏电池片的粘接固定,提供粘接强度的同时,还能提高光伏组件的透光率。但暴露在空气中的EVA容易老化、变黄,影响组件的透光率和发电质量。因此,EVA在封装方面的技术要求非常高。


(3)光伏电池


光伏电池片是太阳能光伏组件的核心材料,主要作用是发电。目前市场上主流的电池片有两种:晶硅电池片和薄膜电池片。前者设备成本相对较低,但耗电量和电池片成本较高,光电转换效率也较高,适合户外阳光发电。后者设备成本相对较高,但耗电量和电池片成本较低,光电转换效率相对较低,但在弱光环境下表现优异。


(4)背板


背板的作用是密封、绝缘、防水,通常采用TPT、TPE等材料,这些材料必须具有抗老化性能,才能保证组件的长期使用寿命。背板的存在有助于增强组件的抗老化、抗腐蚀性能。


(5)铝合金框架


铝合金边框保护着整个电池板发电系统,起到密封和支撑的作用,其强度和耐腐蚀性能优良,能有效保护光伏组件不受外界环境的影响。

电池模组安装框架的主要作用:第一,可以保护层压后的组件玻璃边缘;第二,可以与硅胶包边相结合,加强组件的密封性能;第三,大大提高电池模组的整体机械强度;第四,可以方便电池模组的运输和安装。


(6)接线盒


接线盒的作用是保护整个发电系统,起到对光伏组件引出的电线进行密封和防水的作用,确保光伏组件系统运行的安全。接线盒最关键的部分是二极管,其选择取决于组件内的电池类型。

在电池模块生产中,为保证电池模块的性能和效率,接线盒的选择不仅要选择接线盒的尺寸、承载功率、工作电流和工作电压等规格,还要考虑接线盒本身的接触电阻和散热性能,以及接线盒内的旁路二极管的通态压降、结温、热阻系数等。


(7)硅胶粘合剂


为防止空气中的水和氧气进入太阳能光伏组件内,使组件中的硅电池片产生氧化,而导致硅电池片的转换率降低,必须将光伏组件边框(即电池板向阳的一面的玻璃板、反面的TPT板和铝边框)的缝隙采用具有良好耐候老化性能的胶粘密封;在电源转换盒(即接线盒)外壳内也必须使用密封胶进行胶粘密封,以保护电路板和延长使用寿命。


硅胶粘合剂作为密封材料,用于将面板与太阳能框架粘合在一起,以及组件与接线盒之间的连接处。


一般用于电池组件的硅酮胶有两种,一种是中性单组份硅酮密封胶,用于组件与铝型材边框及接线盒的粘接密封:


①室温中性固化,深层固化速度快,3小时后即可完成元器件表面的清洁工作;

②密封性好,与铝材、玻璃、TPT、TPE背板材料、接线盒塑料等有较好的粘接性;

③该胶体耐高温、耐黄变,独特的固化体系,与各类EVA相容性良好。

④可提高元器件抵抗机械振动和外界冲击的能力。


另一款是双组份有机硅导热胶,用于接线盒灌封。此款有机硅是用有机硅合成的一种新型导热绝缘材料:


具有室温固化、固化速度快、不需加热固化、无腐蚀、收缩小等特点;

②能在较宽的温度范围内(-60~200 ℃ )保持橡胶弹性、优良的电性能、及良好的导热性能;

③防水防潮、耐化学介质、耐黄变、耐气候老化25年以上;

④与大多数塑料、橡胶、尼龙等材料有良好的粘结性。



硅酮密封胶如何在光伏组件中应用?




光伏密封胶在光伏组件的制造和维护过程中起着至关重要的作用,其主要作用是为光伏组件提供密封和粘接,保证内部元器件不受湿气、灰尘、气体等环境因素的侵蚀,从而保护太阳能电池片和电路,延长光伏组件的使用寿命。


(1)有机硅粘接密封胶因其优异的化学稳定性和机械性能而被广泛应用于光伏行业。有机硅密封胶对紫外线、臭氧和极端温度有极高的耐受性,即使长时间在户外使用也能保持其性能不下降。这种稳定性意味着有机硅密封胶能在各种气候条件下保持其密封性能,防止环境因素对光伏组件造成损害。


(2)在力学性能方面,硅酮密封胶具有良好的柔韧性和延展性,它能适应光伏组件在温度变化或机械应力作用下产生微小的变形,不会脆性开裂或脱落。这种柔韧性保证了密封胶与组件之间能长期保持良好的粘接性,提高了整体结构的稳定性。 


有机硅灌封胶在光伏组件中怎样应用?




有机硅在光伏组件的应用中起着至关重要的作用。光伏灌封胶是封装光伏组件的关键材料,其性能的好坏直接影响光伏组件的稳定性和使用寿命。有机硅材料因其独特的性能优势,被广泛应用于光伏灌封胶的制造过程中。



接线盒灌封


(1)硅胶具有优良的绝缘性能。在光伏组件中,灌封胶需要起到良好的绝缘作用,防止出现漏电、短路等现象。硅胶材料的高绝缘性能保证了光伏组件的安全稳定运行。

(2)有机硅材料具有优异的耐候、耐老化性能。光伏组件通常安装在室外环境中,长期受到阳光、雨水、风沙等自然因素的侵蚀。有机硅灌封胶可以抵抗这些恶劣的环境,保持稳定的性能,从而延长光伏组件的使用寿命。

(3)此外,有机硅材料还具有良好的粘接性能和固化性能。它能与光伏组件内各种材料形成良好的粘结,保证组件的密封性和稳定性。同时,有机硅灌封胶在固化过程中能形成坚固的胶体结构,为光伏组件提供强有力的支撑和保护。

在实际应用中,有机硅灌封胶在光伏组件的封装过程中有着广泛的应用。通过精准的配比和施工工艺,有机硅灌封胶可以有效填充光伏组件的缝隙和孔洞,保证组件的完整性和密封性。同时,它还可以提高光伏组件的抗冲击和抗震性能,增强组件的可靠性和安全性。


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