長效發電的關鍵材料! 太陽能板用“封裝材” (入門篇)

2023/08/05閱讀時間約 2 分鐘

要讓太陽能電池片可以完美的存在於太陽能板中,同時還要確保能長期運行使用的關鍵是? 答案是太陽能板專用的封裝材! 

封裝材為一種保護太陽能電池片,同時使前板的玻璃和太陽能板的背板接合在一起,使電池片不受外界環境影響的關鍵材料,通常存在於電池片的上下方。主要特性: 柔韌兼彈性、高透光性、抗衝擊性、耐低溫性及必須對金屬、玻璃及高分子材料有良好的接著性。

太陽能板專用封裝材

太陽能板專用封裝材

一般封裝材在常溫下無黏性,在經過真空層壓封裝過程中,經過一定條件的熱壓反應後,開始熔融黏合及交聯固化,屬於熱固化型的膠膜,固化後具有透明性及彈性。早期使用於太陽能板的封裝材有很多種類,但經過長期使用的考驗,現行的材料大都為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)聚烯烴彈性體(poly- olefin elastomer, POE)

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)

EVA是以乙烯基為主鏈的材料,通常會加入乙酸(或稱醋酸)來進一步提升透光性,除了兼具上述封裝材的特性外,價格適中、使用簡單為目前普遍使用於太陽能板中的封裝材料。缺點為太陽能板在外界的紫外線、濕度及熱量等的作用下,EVA組成中的醋酸被釋放出來,並且由於醋酸的產生會使電池片受到腐蝕而劣化,同時EVA本身也會分解、黃化而導致太陽能板的輸出功率下降。因此挑選品質較好的EVA及太陽能板製造商就很重要。

EVA的劣化反應

EVA的劣化反應

EVA劣化後的現象

EVA劣化後的現象

聚烯烴彈性體(POE)

POE是以烯烴類材料為主結構,並加入三元乙丙橡膠(或稱EPDM),除了兼具上述封裝材的特性外,還包含了許多優點,如高體積電阻率、低水氣穿透率、超低溫使用性、優異的戶外耐久性,因此具有優良的電氣絕緣性、不易分解黃化、無電池片腐蝕效應、無PID效應及戶外耐久性高等特點。缺點為價格較高、製造工藝不易。

近幾年開始,戶外安全使用及長效發電為大家所關注的議題,但因EVA及POE的缺點,許多材料商開始推出一種新材料EPE,就是將EVA/POE/EVA進行共擠生產,得到了一個介於EVA及POE優點之間的材料,目前也已有不少太陽能板製造商開始投入使用。


相關參考: 

1. 高功率的關鍵材料!太陽能板用“玻璃” (入門篇)

2. 能用20年的太陽能板! 魔鬼就在細節裡~ 太陽能板的材料!(進階篇)

延伸閱讀: 太陽能入門篇

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