Fotovoltaik Sınıf PVB Ara Katman Filmi Nedir ve Neden Önemlidir?

Fotovoltaik Sınıf PVB Ara Katman Filmi Nedir ve Mimari PVB'den Ne Kadar Farklıdır?

Polivinil bütiral (PVB) ara katman filmi, lamine güvenlik camında, en ünlüsü otomotiv ön camlarında ve mimari camlarda onlarca yıldır kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda PVB'nin temel işlevleri kırılma sonrasında cam parçalarını bir arada tutmak, darbe enerjisini absorbe etmek ve akustik sönümleme sağlamaktır. Fotovoltaik sınıf PVB ara katman filmi, temelde farklı ve daha zorlu bir amaca hizmet eder: güneş pillerini bir modül içinde kapsüllemeli ve korumalı, aynı zamanda aktif hücre yüzeyine mümkün olan maksimum miktarda güneş ışığını iletmeli, onlarca yıl boyunca dış mekana maruz kalma boyunca optik netliği korumalı ve sahada konuşlandırılmış bir güneş modülünün deneyimleyeceği tüm sıcaklık, nem ve UV yükleme aralığında hücre devresinin elektriksel bütünlüğünü korumalıdır.

Standart mimari PVB, mekanik performans için formüle edilmiştir ve optik iletim, sürekli güneş ışınımı altında uzun vadeli UV stabilitesi veya fotovoltaik modül yapısının özel yapışma ve neme dayanıklılık gereksinimleri için optimize edilmemiştir. Fotovoltaik sınıf PVB, 25 ila 30 yıllık öngörülen modül ömrü boyunca IEC 61215 ve IEC 61730 modül yeterlilik standartlarının performans gereksinimlerini karşılamak üzere seçilen UV stabilizatörleri, özel plastikleştiriciler, yapışma arttırıcılar ve antioksidan paketler içeren dikkatle tasarlanmış bir formülasyona sahip farklı bir ürün kategorisidir. Bu iki malzeme kategorisini birbirinin yerine kullanılabilirmiş gibi ele almak, modül tasarımında yaygın ve maliyetli bir hatadır.

PVB Ara Katman Filmi Güneş Modülü Yapısında Hangi Rolü Oynar?

Standart bir cam-cam veya cam-arka tabaka fotovoltaik modül, güneş pillerinin tamamen kapsülleyici malzeme ile çevrelendiği lamine bir düzenektir. Kapsülleyici, modül performansı, güvenilirliği ve uzun ömürlülüğü açısından kritik olan birden fazla eşzamanlı işleve hizmet eder. Kapsülleyici olarak PVB kullanılan modüllerde film, hücre dizisinin hem üstüne hem de altına (ön cam ile hücreler arasına ve hücreler ile arka cam veya arka tabaka arasına) yerleştirilerek elektrik devresi çevresinde sürekli kapalı bir ortam oluşturulur.

Laminasyon işlemi sırasında, PVB filmi bir laminatörde vakum basıncı altında ısıtılarak yumuşamasına, hücre geometrisi etrafında akmasına ve hem cam yüzeylere hem de hücre yüzeylerine yapışkan bir şekilde bağlanmasına neden olur. Soğudukça, film sert, şeffaf, viskoelastik bir matris halinde katılaşarak hücreleri mekanik olarak destekler, hücre devresini camdan ve çerçeveden elektriksel olarak izole eder, cam ve silikon arasındaki diferansiyel termal genleşmeyi tamponlar ve aksi takdirde hücre metalizasyonunun korozyonuna, kapsülleyicinin katmanlara ayrılmasına ve sonuçta modülün elektriksel bozulmasına neden olacak nem girişine karşı bir bariyer oluşturur. PVB filmin kalitesi ve teknik özellikleri, modülün hizmet ömrü boyunca bu işlevlerin her birinin ne kadar iyi gerçekleştirileceğini doğrudan belirler.

Fotovoltaik Sınıf PVB Filmin Temel Performans Özellikleri Nelerdir?

Bir performansı fotovoltaik dereceli PVB ara katman filmi modül kapsülleme için uygunluğunu toplu olarak belirleyen bir dizi özellik ile karakterize edilir. Her özelliğin, sorumlu üreticilerin yayınladığı ve modül üreticilerinin gelen kalite kontrol ve periyodik yeterlilik testleri yoluyla doğrulaması gereken ölçülebilir spesifikasyonları vardır.

Optik Geçirgenlik

Fotovoltaik hücrelerin elektriğe dönüştürdüğü dalga boyu aralığında (kristalin silikon için yaklaşık 300 ila 1200 nm) yüksek optik geçirgenlik, kapsülleyici katman içindeki parazitik optik kayıpları önlemek için gereklidir. Fotovoltaik sınıf PVB filmler, hızlandırılmış eskitme işleminden önce lamine cam numuneleri üzerinde ölçüldüğünde, tipik olarak görünür spektrum boyunca %90'ın üzerinde başlangıç ​​geçirgenlik değerlerine ulaşır. Bununla birlikte, başlangıçtaki geçirgenlik, uzun süreli UV'ye maruz kalma ve termal döngüden sonra geçirgenliğin korunmasından daha az önemlidir. %92 geçirgenlikle başlayan ancak beş yıl sahaya maruz kaldıktan sonra %80'e kadar sararan bir film, ölçülebilir ve kalıcı güç çıkışı kaybına neden olur. Yüksek kaliteli PV PVB formülasyonları, sürekli güneş ışınımı altında polimer matrisinde kromofor oluşumunu önlemek için özel olarak seçilmiş engellenmiş amin ışık stabilizatörleri (HALS) ve UV emicileri içerir.

Nem Buharı İletim Hızı

Su buharı girişi, uzun vadeli modül bozulmasının temel mekanizmalarından biridir. Nem, güneş pilleri üzerindeki gümüş ve alüminyum metalizasyonunun korozyonuna neden olur, kapsülleyici-cam ve kapsülleyici-hücre arayüzlerinde delaminasyonu teşvik eder ve yüksek sistem voltajlarında çalışan modüllerde potansiyel kaynaklı bozulmayı (PID) hızlandırır. PVB, doğası gereği endüstride en yaygın kullanılan alternatif kapsülleyici olan eva'dan daha yüksek bir nem buharı iletim hızına (MVTR) sahiptir; bu, PVB kullanıldığında cam-cam modül yapılarının güçlü bir şekilde tercih edildiği anlamına gelir; çünkü çift cam katmanları, polimer arka tabakaya kıyasla etkili nem giriş yolunu önemli ölçüde azaltır. Cam-cam PVB modülleri için, kenar contasından içeri giren nem sınırlayıcı faktördür ve filmin kendi nem direncini tamamlamak için uygun kenar conta tasarımı esastır.

Cam ve Hücre Yüzeylerine Yapışma Dayanımı

PVB film ile ön cam, arka cam ve hücre yüzeyleri arasındaki yapışma, sahada kullanılan bir modülün karşılaştığı tüm sıcaklık aralıklarında (soğuk iklim kurulumlarında -40°C'nin altından çöl ortamlarında 85°C'nin üstüne kadar) güçlü ve sabit kalmalıdır. Modül laminatı içinde gözle görülür kabarcıklar veya beyaz lekeler olarak ortaya çıkan delaminasyon, hem estetik açıdan kabul edilemez hem de pratik olarak zarar vericidir, çünkü delaminasyona uğramış bölgeler nem bariyeri işlevlerini kaybeder ve hücre çıkışını azaltan optik dağılım oluşturur. Fotovoltaik sınıf PVB filmler yapışmayı destekleyen katkı maddeleri ile formüle edilmiştir ve kontrollü yapışma seviyeleriyle mevcuttur; bu, güçlü yapısal bağlanma ile bazı modül tasarımlarında gerekli olan kontrollü ayrılma davranışı arasında denge kurmak için ayarlanabilen bir parametredir.

Hacim Direnci ve Elektrik İzolasyonu

Kapsülatörün, hücre devresinden modül çerçevesine ve montaj yapısına kaçak akımları önlemek için hizmet ömrü boyunca yüksek elektrik direncini koruması gerekir. Nem emilimi yüksek olduğunda veya polimer bozulduğunda meydana gelebilen direnç kaybı, kaçak akımı artırır, yüksek voltajlı sistemlerde PID'yi şiddetlendirir ve ıslak koşullarda güvenlik tehlikeleri oluşturur. Yüksek kaliteli fotovoltaik sınıf PVB, nemli koşullar altında hacim direncini 10¹³ Ω·cm'nin üzerinde tutar; bu özellik, IEC 61215 protokollerine uygun olarak 85°C / %85 bağıl nemde 1000 saat boyunca nemli ısı testiyle doğrulanmalıdır.

PVB, EVA ve Diğer Güneş Kapsülantlarıyla Nasıl Karşılaştırılır?

Etilen-vinil asetat (EVA) kopolimer filmi, düşük maliyeti, köklü laminasyon işlemi ve hem kristalin silikon hem de ince film hücre teknolojileriyle geniş uyumluluğu nedeniyle güneş kapsülleme pazarına tarihsel olarak hakim olmuştur. Bununla birlikte EVA'nın, PVB, poliolefin elastomer (POE) ve iyonomer filmler dahil olmak üzere alternatif kapsülleyicilere olan ilgiyi artıran, iyi belgelenmiş zayıflıkları vardır. Aşağıdaki tablo, modül tasarımcıları ve satın alma ekipleriyle ilgili temel karşılaştırmalı özellikleri özetlemektedir.

PVB'nin standart EVA'ya göre kritik bir avantajı, eskitme sırasında asetik asit oluşumunun olmamasıdır. EVA, UV ışınlarına maruz kalma ve yüksek sıcaklık altında bozunduğunda çapraz bağlanma ters reaksiyonunun bir yan ürünü olarak asetik asit açığa çıkarır. Asetik asit hücre metalizasyonunu aşındırır, yansıma önleyici kaplamaları bozar ve belirli ince film hücre yapılarına saldırır. PVB, herhangi bir saha maruz kalma koşulu altında asetik asit üretmez, bu da onu uzun ömürlü modül tasarımları ve özellikle asit maruziyetine duyarlı ince film teknolojileri için kimyasal olarak daha inert bir kapsülleyici haline getirir.

Fotovoltaik Sınıf PVB Ara Katman Filmine Hangi Uygulamalar En Uygundur?

Fotovoltaik sınıf PVB ara katman filmi, en güçlü ticari gerekçesini modül ömrünün, optik performansın, mekanik yükleme altında yapısal bütünlüğün ve belirli bozulma modlarına karşı direncin ilk malzeme maliyetinden daha öncelikli olduğu uygulamalarda bulur. Çeşitli uygulama kategorileri sürekli olarak PVB kapsüllemesinden yararlanmaktadır.

• Binaya entegre fotovoltaikler (BIPV), PVB kapsülleme için en doğal uyumlardan birini temsil eder. BIPV modülleri aynı anda hem mimari cam elemanları hem de elektrik üreten bileşenler olarak görev yapar; bu da lamine mimari camın yapısal güvenlik performansının (kırılma sonrasında parçaların tutulması dahil) bir güneş modülünün optik ve elektriksel performansı ile birlikte kullanılmasını gerektirir. PVB, mimari lamine cam alanında onlarca yıllık bir güvenlik sertifikasyonu geçmişine sahiptir ve fotovoltaik sınıf formülasyonlar bu güvenlik belgesini doğrudan BIPV ürününe taşır.
• Yüksek voltajlı şebeke ölçeğindeki sistemler için tasarlanan cam-cam çift yüzeyli modüller, PVB'nin iyi PID direncinden ve asetik asit üretiminin bulunmamasından yararlanır; her ikisi de sistem voltajları 1000V'un üzerine çıktıkça ve modül ömürleri 30 yıl ve ötesine çıktıkça daha da önemli hale gelir.
• Otoparklar, pergolalar ve mimari kanopiler için çerçevesiz cam-cam modüller, geleneksel bir alüminyum çerçevenin mekanik desteği olmadan güçlü kenar yapışmasını koruyan bir kapsülleyici gerektirir. PVB'nin cam yüzeylere yüksek yapışması ve mekanik sağlamlığı, onu yapısal olarak zorlu bu kurulumlara çok uygun hale getirir.
• Kadmiyum tellür (CdTe) veya bakır indiyum galyum selenit (CIGS) hücre teknolojilerini kullanan ince film modül üreticileri, PVB'yi tam olarak tercih ediyor çünkü bu teknolojiler, EVA'nın üretebileceği asetik asite karşı duyarlı ve PVB'nin kimyasal inertliği, modülün çalışma ömrü boyunca hücre yüzeyi kimyasını koruyor.

Modül Üreticileri PVB Ara Katman Film Tedarikçisini Seçerken Neleri Değerlendirmelidir?

Fotovoltaik sınıf PVB ara katman filminin seçilmesi, modül performansını, garanti sorumluluğunu ve banka güvenilirliğini (kanıtlanmış modül güvenilirliğine ihtiyaç duyan kredi verenlerden proje finansmanı çekme yeteneği) etkileyen bir karardır. Titiz bir tedarikçi değerlendirme süreci aşağıdaki boyutları ele almalıdır:

• IEC 61345'e göre 1000 saatlik UV maruziyeti öncesinde ve sonrasında optik geçirgenliği, IEC 61215'e göre nemli ısı performansını, nemli koşullar altında hacim direncini, birden fazla sıcaklıkta cama soyulma yapışmasını ve nem buharı iletim hızını kapsayan eksiksiz teknik veri sayfaları talep edin; bu veri noktalarını sağlayamayan herhangi bir tedarikçi, yeterlilik için dikkate alınmamalıdır.
• Filmin, en az bir sertifikalı modül üreticisi ile başarılı IEC 61215 ve IEC 61730 modül yeterlilik testlerine dahil edildiğini doğrulayın ve genel uyumluluk iddialarını kabul etmek yerine özel test raporu referanslarını talep edin.
• Tedarikçinin kalite yönetim sistemini, partiden partiye tutarlılık verilerini ve kalınlık toleransı spesifikasyonlarını değerlendirin — Rulo genişliği boyunca ve rulo uzunluğu boyunca PVB film kalınlığı değişimi, laminasyon homojenliğini doğrudan etkiler ve nominal spesifikasyonun ±%5'i dahilinde olmalıdır.
• Depolama ve taşıma gereksinimlerini dikkatli bir şekilde değerlendirin — PVB filmi higroskopiktir ve kabarcıksız laminasyonu ve nihai optik kaliteyi tehlikeye atan laminasyon öncesi nem emilimini önlemek için %30 bağıl nemin altındaki kontrollü nem koşullarında saklanmalıdır.
• Tedarikçinin laminasyon prosesi optimizasyonu için teknik destek kapasitesini göz önünde bulundurun; PVB için laminasyon sıcaklığı profili, vakum tutma süresi ve pres döngüsü parametreleri, EVA için belirlenenlerden farklıdır ve deneyimli bir tedarikçi, EVA'dan PVB kapsüllemeye geçiş sırasında uygulamaya özel proses rehberliği ve sorun giderme desteği sağlayabilmelidir.

Fotovoltaik sınıf PVB ara katman filmi, güneş kapsülleme ortamında iyi tanımlanmış ve savunulabilir bir konuma sahiptir. Kimyasal eylemsizliğin, yapısal güvenlik performansının, optik kalitenin korunmasının ve cam-cam modül mimarisiyle uyumluluğun öncelikli olduğu uygulamalar için, EVA'nın eşleşemeyeceği ve endüstrinin modül ömürlerini ve sistem voltajlarını mevcut standartların gerektirdiğinden daha ileriye itmesi nedeniyle giderek daha önemli hale gelecek olan özelliklerin bir kombinasyonunu sunar.