業界では、バックプレーンの絶縁が不十分であることが長い間悩みの種だった。バックプレーン割れの原因のひとつは、封止材とバックプレーンの接触だ。部品の封止にはどのようなフィルムが適しているのだろうか。一緒に考えてみよう。

1.PVパッケージ用フィルムの種類を分析

太陽電池モジュールにおいて、封止用接着フィルムは必要不可欠な部品である。セルの上面と下面にあります。その主な目的は、セル、ガラス、バックプレートを接合し、モジュールを囲み、保護し、耐用年数を延ばすことである。モジュールの発電性能を保証するために、封止フィルムは一般的に高い光透過率を有し、屋外使用中にモジュールが剥離するなどの問題が発生しないようにセルとガラスとの良好な接着性を有し、適度に高い強度を有し、モジュールの設置プロセス全体を通して構造的な支持体として機能することを保証し、高い水蒸気バリアは水蒸気がモジュールに容易に侵入し、電池回路を破壊することがないようにします。

ソーラーフィルムの製造に使われる主な材料は、一般的に樹脂（EVA、POE）である。溶融押し出しとサリベーションでフィルムを作り、光安定剤、増粘剤、架橋剤、酸化防止剤を加えて最終的な結果を得る。

現在最も一般的な粘着フィルムは、EVA、POE、EPEの3種類である。

酢酸ビニルとエチレンは、EVAとして知られる共重合体を形成する。太陽電池用包装シートは、VA質量分率が28%～33%のEVA樹脂から作られることがある。この厚く柔らかい架橋包装フィルムは優れた光透過性を示し、デリケートなシリコンウェハー太陽電池を保護する役割も果たします。

POEはエチレン-αオレフィン共重合体である。モノオレフィンの分子鎖末端に二重結合を持つものをαオレフィンと呼ぶ。POEはこれを用いて製造される。太陽光発電の出力では主にC8とC4が使用される。POEフィルムの主成分であるPOE樹脂は、地域性が高くない。POEの製造能力は、重合プロセス、メタロセン触媒、a-オレフィン、その他の接続点に大きな技術的ハードルがあるため、ほとんどがダウ、三井物産、LGなどに集中している。中国は、工業分野でのPOEの広範な使用にはまだ成功していないが、少数の企業が挑戦している。

EPEフィルムは、EVA、POE、EVAの共押出しにより、3層複合構造フィルムを形成する。POEフィルムの強い耐水性と高い耐PID性を考慮するだけでなく、EVAフィルムの高いダブルガラス成分の歩留まりも持っている。現在、P型複層ガラス包装の一般的なソリューションは、ラミネートプロセスの特徴である。

POE分子構造

EVAの分子構造

2.様々なPVパッケージ用フィルムの性能の違いを検証する

包装フィルムの選択は、部品包装の信頼性要件を保証するために不可欠である。様々な包装フィルムのPID抵抗、電気特性、水蒸気バリア特性は、分子構造や設計のばらつきにより異なります。

1)分子構造の変化の影響

酢酸ビニルとエチレンの共重合体はEVAフィルムと呼ばれる。このフィルムは、良好な接着性、加工特性、高い脂溶性を示す。貼り合わせ時に気泡が発生しにくい。しかし、分子特性にエステル基があるため、経時変化で容易に加水分解して酢酸を発生し、PID現象が起こる。

2)水蒸気の透過率の変化

モジュールが屋外で使用されると、周囲の空気中の水分がモジュールにしみ込み、セル表面のグリッド線を酸化させ、はんだリボンを腐食させます。これらの影響は、材料の劣化やモジュールの故障につながる可能性さえあります。従って、モジュール包装の信頼性が高ければ高いほど、包装材料の耐水性値は低性が高いほどよい。

POEは水に対する透過性が最も低い。分析的な説明では、従来のPOEには極性基がなく、優れた水蒸気バリア性を提供するメタロセン触媒に由来している。水蒸気分子は、架橋POEの分厚い分子構造を突き破ることが難しい。EVA自体には極性基があり、半透明である。架橋後は、水をブロックする能力はほとんどなく、分子構造はむしろ柔軟で、水分子はより容易に通過することができる。

3)体積抵抗率の変化

太陽電池モジュールの性能にとって最も重要な指標の1つは電気絶縁性であり、体積抵抗率は封止層の絶縁性を測定するために使用されます。電流に対する単位体積の抵抗は体積抵抗率と呼ばれ、材料の電気的特性を表すのに使用されます。一般的に、ラウドネス 電気絶縁部品としての材料の有効性は、その抵抗とともに増加する。

体積抵抗率に関しては、POEが最も大きく、EVAが最も小さい。フィルムの体積抵抗率が高ければ高いほど、モジュールのPID現象を低減することができ、モジュールの安全性と信頼性を高めることができる。

様々な粘着フィルムの抗PID能力の格差

ダブルPOEフィルムモジュールの耐PID性能は最も良く、ダブルEVAフィルムモジュールの耐PID性能は最も悪い。PODの優れた耐PID性、低い透水性、高い体積抵抗率が主な原因である。

3.N型セル包装ソリューションの要件

P型セルの発電効率は理論的な限界に近いため、より高い変換効率を達成するために、セル技術は繰り返し改良され続けている。

N型電池は従来のP型電池に比べて薄く、酸腐食に弱く、水蒸気の影響を受けやすい。そのため、N型電池は、酢酸イオンを放出しないようにする必要があるなど、粘着フィルムの包装仕様が厳しくなっている。より高い水蒸気バリア性と、より優れたストレスの必要性。現時点では、業界はN型部品の信頼性を保証するために、より信頼性の高いPOEフィルムを優先的にパッケージングすることになるだろう。

しかし、どのような技術を選択するにしても、太陽電池包装フィルム包装の成功率を高めるためには、適切な太陽電池包装フィルム添加剤を使用しなければならないことを忘れてはならない。太陽電池パネルの歩留まりは、太陽電池シリコン結晶パネルと太陽電池包装フィルムの接着力に大きく影響される。太陽電池用包装フィルムに化学物質を添加することは、この密着性を達成するための重要なステップである。添加剤を使用すると、フィルムと太陽電池シリコン結晶パネルの接着がより効果的になるため、歩留まりが向上する。

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