Le film d'encapsulation, élément essentiel des modules photovoltaïques, agit comme une barrière entre les cellules et le verre ou la feuille arrière, empêchant la vapeur d'eau de pénétrer dans les cellules et assurant leur protection. Les indicateurs tels que la transmission de la lumière, la résistivité volumique, la résistance aux intempéries et la résistance au PID du film sont essentiels à la durée de vie opérationnelle des modules solaires et à l'efficacité de la production d'énergie.
Afin d'accroître la fiabilité des composants, le film d'encapsulation POE (polymère de polyoléfine) est largement utilisé en raison de ses avantages en termes de résistance au PID, de taux de transfert de vapeur d'eau, de jaunissement dû au vieillissement, etc. Néanmoins, l'utilisation du POE traditionnel dans le processus de production des composants pose un certain nombre de problèmes. Les additifs précipitent facilement et induisent un glissement en raison de la faible compatibilité du film POE avec eux, ce qui facilite la création de bulles et de problèmes tels que le glissement des cellules et le parallélisme.
L'EVA et le POE présentent tous deux des avantages et des inconvénients dans le domaine de la photovoltaïque. L'EVA présente d'excellentes performances de collage avec le verre et le fond de panier, est moins chère, simple à produire, résistante au stockage et a une vitesse de réticulation rapide. La résistance au PID et les grandes qualités des matériaux sont les principaux avantages du POE. Les caractéristiques exceptionnelles comprennent la résistance aux basses températures, une résistivité élevée, un taux élevé de barrière à la vapeur d'eau et la résistance au jaunissement.
Le principal inconvénient de l'EVA est sa susceptibilité à l'hydrolyse à la lumière, à l'oxygène et dans des environnements humides et chauds. Il en résulte la production d'acide acétique, qui corrode les éléments de batterie, les rubans de soudure et d'autres composants. En outre, l'EVA réagit avec le Na dans le verre pour générer une quantité importante d'ions Na en mouvement libre, ce qui atténue la puissance. En outre, l'EVA est susceptible de jaunir à la lumière et à la chaleur, ce qui réduit la transmission de la lumière et augmente la perte de puissance globale du composant.
L'un des inconvénients du POE est sa faible polarité. Le solvant de l'additif polaire précipite à la surface du film pendant le processus de traitement, ce qui rend la surface lisse et facile à déplacer ; la complexité du traitement est relativement élevée, et la lèvre du film est facilement accessible pour l'accrochage des matériaux ; les particules de POE sont globalement plus chères que les particules d'EVA. La fraction d'application des particules POE dans les particules de film devrait augmenter au cours des prochaines années, principalement en raison des facteurs suivants :
1. Batteries de type N : Le rendement actuel de conversion photoélectrique des piles de type P est proche de la limite supérieure de 24,5%, tandis que la limite supérieure du rendement de conversion des piles de type N est plus élevée ; le complexe bore-oxygène dopé des piles de type P dans la plaquette de silicium entraînera une décroissance plus rapide du potentiel, les piles de type N sont mélangées à l'échelle et ont une meilleure performance anti-atténuation. Les piles de type N ont un impact PID plus sensible sur la surface qui reçoit la lumière. Une fois la lumière rétablie, les composants de type N présentant une atténuation PID importante entraîneront également des dommages permanents. Simultanément, le fond de panier présente des caractéristiques de barrière à la vapeur d'eau inadéquates lorsque les batteries de type N sont emballées avec un seul morceau de verre. Par conséquent, le choix d'un film POE pour l'emballage peut réduire le taux de transfert total de vapeur d'eau du module et augmenter sa durée de vie utile. Par conséquent, le fait d'encourager les batteries de type N peut entraîner une augmentation de l'utilisation de POE.
2. La puissance des batteries à grande échelle : Les différents types de composants de batterie ont connu des améliorations considérables en termes de puissance et une augmentation de la production de chaleur au cours des dernières années. La température aura un effet plus important sur la tension en circuit ouvert, la puissance de crête et d'autres caractéristiques électriques de la batterie. Les normes de performance électrique sont de plus en plus strictes.
3. Le nombre de composants à double vitrage augmente, tandis que le verre de couverture diminue : Les données de l'ACIP indiquent qu'il existe aujourd'hui trois niveaux d'épaisseur de verre différents : <2,5 mm, 2,8 mm et 3,2 mm. Les plaques de couverture en verre d'une épaisseur inférieure à 2,5 mm représentent 32% du marché, et d'ici 2025, ce pourcentage devrait atteindre près de 50%. L'amincissement du verre se traduira par des normes de performance toujours plus élevées pour les matériaux d'emballage. Le POE est robuste et mécaniquement résistant.
L'EVA et le POE sont les deux particules distinctes qui composent le POE coextrudé. La structure moléculaire est à l'origine d'une variation significative des performances. Le POE est une substance non polaire qui est un polymère hydrocarboné saturé. Il ne peut pas être combiné avec des molécules d'eau pour produire des liaisons hydrogène parce qu'il n'a pas de structure d'acide acétique. L'acétate de vinyle et les groupes polaires, qui peuvent facilement absorber la vapeur d'eau, sont présents dans le composé EVA. Le POE ayant une structure moléculaire plus stable que l'EVA, la performance du matériau est influencée par la conception de la dose de POE de la couche intermédiaire de POE coextrudée.
Le POE co-extrudé remplace de plus en plus le POE conventionnel afin de remédier aux inconvénients de la technologie actuelle.
Les propriétés exceptionnelles du POE traditionnel et de l'EVA sont combinées dans le film composite POE co-extrudé.
1. La fiabilité à long terme du module est non seulement comparable à celle des systèmes POE traditionnels, mais elle peut également augmenter efficacement la résistance PID du module et réduire la pénétration de la vapeur d'eau lorsque le module est en cours d'utilisation.
2. Plus important encore, en ce qui concerne la fabrication des composants, il peut améliorer le taux de rendement des stratifiés.
3. L'utilisation de POE coextrudé a également connu une croissance rapide dans le cadre de la tendance générale à la réduction des coûts et à l'amélioration de l'efficacité dans l'industrie solaire, et il s'agit d'une voie de croissance future importante pour les films adhésifs.
Les avantages du POE et de l'EVA peuvent être combinés en Film EPEce qui constitue une piste importante pour le développement futur des films.
