太陽電池モジュール用封止フィルムの選び方は？- COACE-プラスチック助剤、ポリマー添加剤、接着促進剤、強化剤-コエース化学株式会社

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EVAかPOEか、太陽光発電ダブルガラスモジュール用封止フィルムの選び方は？

2024年1月13日

二重ガラスモジュール用の封止フィルムとしてよく利用されているのは、EVA（エチレン-酢酸ビニル共重合体）とPOE（エチレン-オクテン共重合体）である。最近では、EVAで包装するメーカーもあれば、POEで包装するメーカーもあり、EVAとPOEのハイブリッド包装を採用するメーカーも出てきている。では、二重ガラス・モジュールにはPOEとEVAのどちらを選ぶのがよいのだろうか。現場で働く者にとっては、検討の余地がある。

太陽光発電システムの主要部品は太陽電池モジュールで、ソーラーパネルや光電池モジュールとして知られている。太陽電池モジュールの仕事は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリーに蓄えたり、負荷に電力を供給したりすることだ。

PV

太陽光発電所の主要部品である太陽電池モジュールは、そのパッケージの仕方によって、単ガラスモジュールと複ガラスモジュールに分けられる。二面セルは、太陽光発電分野とともに急速に進歩してきた。現在市場に出回っている二重機能セル部品の大半は二重ガラスで梱包されており、中には透明バックプレーンも含まれている。

太陽電池モジュールの寿命や発電効率は、電池パッキンの品質に直接影響される。中でもPIDなどの性能は包装フィルムに大きく影響されるため、適切な種類のフィルムを選択することが不可欠です。

PIDを形成するものは何か？

PID（電位誘起劣化）とは、バッテリーの表面に大量の電荷が蓄積し、効率が悪くなり、バッテリー部品のパワーが急激に低下するプロセスを指す。
雷保護工学の要求により、モジュールのアルミ合金フレームを接地する必要があり、バッテリーセルとアルミフレームの間に比較的大きな直流電圧が発生します。EVAでは、梱包された部品に100%の絶縁を施すことはできません。使用中に水蒸気がバックシート、シリカゲル、その他の層を通って部品に入り、EVAを分解し、ガラス表面に沈殿する自由に動く酢酸を放出する。アルカリ反応によって生成されたナトリウムイオンは自由に動く。外部電界が印加されると、ナトリウムイオンはバッテリー表面に向かって移動し、反射防止として働く層に集まり、モジュールの電力を低下させる。

EVAは成分中の水蒸気と接触すると酢酸に分解される。酢酸とアルカリが混ざるとナトリウムイオンが発生し、電池表面に濃縮される。太陽電池業界では現在、上記の4つの段階がPID現象の発生プロセス全体であると一般的に認識されている。

EVAパッキングフィルムの利点と欠点は何ですか？

EVAフィルムの基本成分はEVAで、架橋剤、増粘剤、酸化防止剤、光安定剤などの添加剤が加えられている。2014年以前は、EVAは低コスト、優れた耐老化性、優れた包装性能のため、太陽電池モジュールの包装材料として選ばれていた。しかし、PIDの欠点もはっきりしている。

EVAの本質的な欠点を克服する可能性があるのは、二重ガラス部品の開発である。ガラスの水蒸気透過率は事実上ゼロであるため、二重ガラス部品の透水率は低いかゼロであり、EVAの耐加水分解性はもはや問題ではない。

しかし、二重ガラスのモジュールの端に水蒸気が侵入し、PID防止効果が劣るという問題は未解決のままである。

POE包装フィルムの利点と難点

POEは、コモノマーの分布が制限され、相対分子量分布が狭く、構造が制御された新しいタイプのポリオレフィン系熱可塑性エラストマーで、メタロセン触媒を用いて開発された。POEは非常に効果的なイオンおよび水蒸気バリアである。エージング過程で酸性の化学物質の生成はなく、水蒸気透過率はEVAの約1/8しかない。アンチエイジングに優れた、効率的で信頼性の高い太陽光発電システムです。部品封止フィルムの推奨材料です。

POE

POEフィルムは優れた防湿性とアンチエイジング性を持つが、EVAに比べて粒子コストが高く、加工性能も劣るため、POE市場はまだ十分に開拓されていない。最近まで、二重ガラスがもたらす困難を経験したバックプレーンメーカーもPOEフィルムの誕生に貢献していた。
POEフィルムは2017年以降、市場シェアは安定しているものの、数量は伸び、価格は下落している。さらに2020年からは、EVAの大幅な不足と急激な価格上昇の結果、POEが市場シェアを奪う大きなチャンスが到来した。POEフィルムは現在、デュアルガラスモジュールのほぼ標準的な選択肢であり、入札の際には多くのデュアルガラス発電所オーナーがPOEフィルムを選択している。

将来はまだ未定で、厳しい競争に直面している！

しかし、EVAフィルムも現在、転換期に差し掛かっている。エンドユーザーは、より経済的なインターネットアクセスや補助金の減少の圧力により、一般的に部品コストをより意識するようになっている。経費削減やPOEの供給問題に対処するため、いくつかの部品メーカーはEVAとPOEの混合パッケージ技術を使い始めている。同時に、大型シリコンウェハーモジュールの人気が高まっているため、ダブルガラスモジュールはフレーム設計を採用し始めている。一部のモジュールメーカーは、フレームを持つダブルガラスモジュールにEVAを使用することができると主張している。

二重ガラスモジュールにEVAフィルムを使用することは、EVAフィルムの製造技術とバッテリーセルのPID防止性能の両方が進歩しているため、良い選択肢である。POEフィルム生産は、EVAフィルムがもたらした強力な競争からさらに恩恵を受けるだろう。各社はPOEコストを下げ、コスト削減と効率向上を促進し、ソーラー分野の拡大をサポートする。