有机硅胶在太阳能光伏组件领域的应用

来源:中国光伏测试网发布时间:2014-01-02 08:54:02
 本文综述了太阳能光伏产业的发展,以及光伏组件在电站和建筑上的应用,分析了有机硅密封胶在光伏组件上的应用现状,分析了相关产品的类型和性能。

从全球看,每一次经济危机之后孕育着新的科技革命,这一次也毫不例外,只是这一次的科技革命似乎是落在新能源革命上。太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量都是新能源,相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。而太阳能产业以光伏和光热产业两大方向为基础,这场太阳革命正在向纵深发展。

当前各发达国家都在努力发展光伏发电项目,欧洲的百万屋顶计划,美国的光伏建筑计划,日本的阳光屋顶计划等等,我国政府也相继出台了《可再生能源法》、《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020年)》(国发[2005]44号)、《可再生能源中长期发展规划》(发改能源[2007]2174号)和《可再生能源发展专项资金管理办法》(财建[2006]237号),《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》等一系列法规,进一步促进光伏发电产业技术进步和规模化发展,培育战略性新兴产业。

美国迄今最大的太阳能发电站——德索托下一代太阳能中心(Desoto Next Generation Solar Energy Center)于10月27日正式投入使用,耗资1.5亿美元建造,计划为大约3000户家庭和企业供电。据悉,德索托下一代太阳能中心的发电量仅占佛罗里达电力及照明公司(公司为400万多用户供电)总发电量的极少部分,尽管如此,25兆瓦仍是美国第二大太阳能发电站的近两倍。

2009年9月8日,美国FirstSolar公司(简称第一太阳能,薄膜组件)宣布将在中国内蒙古建设一座拥有2千兆瓦发电能力的光伏发电厂,这是第一太阳能——全球最大的光伏组件生产商——首次登陆中国。

据西班牙《世界报》报道,西班牙ACCIONA公司在葡萄牙建造的一座太阳能光伏电站近日投入使用,其总装机容量达46兆瓦,是目前世界上最大的太阳能光伏电站。据报道说,该电站位于葡萄牙南部的阿马雷莱雅地区,其发电能力能满足3万多户葡萄牙家庭的日常用电需求,相当于每年可以减少8.94万吨二氧化碳排放。

有机硅密封胶和灌封胶在这场太阳能光伏产业的巨大膨胀中,也得到了迅猛发展,其主要的应用领域是太阳能光伏组件框架和背板接线盒的粘接密封部位,灌封胶的主要应用是接线盒灌封。

2009年3月,道康宁公司宣布在韩国镇川设立全球第二个太阳能解决方案应用中心,通过该应用中心,工程师和研究人员可以与客户合作,对太阳能组件的材料方案进行开发、评估及试验。在2008年,道康宁公司已在美国密歇根州Freeland设立了全球第一个太阳能解决方案应用中心。道康宁公司太阳能光伏解决方案为整个光伏产业链提供材料与服务,从用于硅棒/硅锭生产的硅材料,到用于太阳能组件装配的一系列材料。其他例如Henkel,Sika等公司均有太阳能材料工程应用中心的成立。

1、 太阳能光伏组件框架和背板接线盒的粘接密封领域的技术要求和应用产品

1.1 太阳能光伏组件的构造


对于光伏组件,目前大致可以分为非聚光的平板太阳电池组件、聚光光伏发电组件和薄膜电池组件等三类。
而光伏组件用电池可以分为晶体硅电池(包括:单晶硅电池和多晶硅电池)、薄膜电池(包括:非晶硅电池和合金薄膜电池)。
其中晶体硅电池封装结构:玻璃/EVA or PVB /电池/EVA or PVB /TPT。非晶硅电池封装结构:玻璃+TCO(该透明导电玻璃,目前只有日本厂家能生产)/薄膜电池/EVA or PVB/PE or 玻璃。

2008年中国多晶硅产量4500t,硅锭/硅片产量20000t,太阳电池产量2300MW,光伏组件3000MW。每MW 电池耗材按9t计算:

QQ截图20140101085506

 
1.2光伏组件在建筑上的应用

中国住房与建设部,中国幕墙协会等多家机构已经在不断推动光伏组件与建筑的结合,在建筑上应用的部位有光伏屋顶:利用原有建筑和标准光伏组件,实现发电;光伏幕墙:利用标准组件或双 玻璃组件,实现发电;光伏建筑构件:光伏电池与建筑材料结合,成为建筑构件。

光伏与建筑结合方式分为附着式(BAPV)和镶嵌式(BIPV),前者施工简单,当前常用方式,适用已有建筑;后者施工复杂,适用新建筑,未来发展趋势。

1.3光伏组件在大型电站的应用

太阳能光伏电站,即指通过太阳能电池组件方阵,将太阳能辐射能转换为电能的发电站。太阳能光伏电站按照运行方式可分为独立太阳能光伏电站和并网太阳能光伏电站

未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为离网光伏电站。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所,如为边远偏僻农村、牧区、海岛、高原、沙漠的农牧渔民提供照明、看电视、听广播等基本的生活用电,为通信中继站、沿海与内河航标、输油输气管道阴极保护、气象电站、公路道班以及边防哨所等特殊处所提供电源。独立系统由太阳电池方阵、系统控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等组成。

与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称为并网光伏电站。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向,是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网系统由太阳能电池方阵、系统控制器、并网逆变器等组成。

1.2 太阳能光伏组件框架粘接要求

太阳能光伏组件用胶从其应用环境来看,主要是在户外,必须满足使用环境外部地理气候条件的差异,也就为其性能特点提出了以下要求:

良好的耐候能力:能够耐受高低温环境考验,如西部省份,炎热干燥,如南部省份,高温潮湿,防潮、抗环境腐蚀能力;
良好的耐紫外线曝晒能力;耐黄变性;
良好的粘接能力(在UV照射,暴雨,大风,高低温环境);
良好的耐燃烧能力; 抗机械冲击、热冲击、防震能力;

从施工应用上来讲,除了手动打胶外,密封胶必须能与高速XY表和自动点胶设备组合使用,提高光伏组件的成品效率。
市场上应用的光伏组件胶主要有脱酮肟和脱醇有机硅胶两类,其中脱酮肟以天山的1527,DC的PV804等为代表,例如尚德主要应用天山的有机硅胶,其后回天的906等也逐渐进入了市场,而DC的7091是最早采用的脱醇类硅胶,之江公司在应用的光伏组件胶上也有脱酮肟和脱醇两类。

QQ截图20140101085615

 
光伏组件厂商通常需要配套材料厂家提供SGS,UL,或者TUV认证等。其中UL测试要求提供FV-0级,也有的仅要求提供HB级。而TUV证书事实上是跟光伏组件相关的,密封胶厂家能够提供的只能是TUV的企业体系认证,而非太阳能组件所能提供的产品莱茵认证,例如EN IEC 61215 2005版是对地面用晶体硅光伏组件进行设计鉴定和定型; IEC 61730 2004版是对光伏组件进行安全鉴定,第一部分:结构要求,第二部分:测试要求;而IEC 61646 2008版对地面用薄膜光伏组件进行设计鉴定和定型。只有有机硅胶的产品应用到组件上,该组件获得认证,可以说密封胶产品质量是过关的,但并非是密封胶产品认证证书。

2、 接线盒灌封的技术要求和应用产品


太阳能光伏接线盒是介于太阳电池组件构成的太阳电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器,是太阳能发电设备必不可少的配套部件,其灌封胶的性能概述如下:

户外耐候能力,耐受严寒、酷暑、大风暴雨等侵蚀; 抗老化能力; 耐阻燃性,UL 94 V0 或 V1级别; 绝缘能力强; 同时具有一定的导热能力,对旁路二极管起到散热保护的作用;


从施工应用的角度讲,产品要满足光伏组件加工的快速生产要求,一般如果是脱醇缩合类,室温固化,加成类是加热固化体系。市场上天山3153,如回天,道康宁,之江都能提供此类产品。

市场上常用的双组份有机硅灌封胶列表3如下:


 
3、 结论

虽然新兴太阳能行业如火如荼,但是也存在多晶硅产能过剩,光伏组件厂商产能过剩利润率大幅下降等多种忧患。

最近,欧美将焦点转向中国太阳能的倾销问题,包括全球最大太阳能电池制造商德国Q-cells(2009年可能被尚德代替)、美国sunpower等大厂,都已向官方反映,期望当地政府能重视中国低价竞争对于本土业者的冲击。德国太阳能电池厂Conergy,solarworld等业者联合向德国政府与欧盟进行游说,认为中国太阳能业者受政府不当补贴,并以低价策略抢进其它市场,已经是倾销的行为,政府应对中国进行某种程度的制裁。而Q-cells执行长也曾表示,中国太阳能电池厂普遍不遵循环保标准,加上中国政府补贴支持,让中国、德国太阳能产业的竞争已经遭到扭曲。

因此,这个产业虽然是有机硅胶的一个新兴应用领域,但其产业价值迅速跌落,对于有志进入该行业的企业应该进行充分的分析和考证。






索比光伏网 https://news.solarbe.com/201401/02/47148.html
责任编辑:carol
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
中国华电在欧洲投资的首个光伏电站开工建设来源:华电海投 发布时间:2026-09-02 15:33:03

中国华电所属华电海投公司于9月1日在罗马尼亚多尔日县科托菲尼开工建设154.7兆瓦光伏电站,这是该集团在欧洲投资建设的首个绿地光伏项目。项目采用双面高效电池组件、箱逆变一体机及平单轴跟踪支架等先进技术,并配套建设升压站与输电线路,以提升清洁能源转化效率和并网能力。建成后预计2028年一季度投运,年发电量约2.4亿千瓦时,将显著增强罗马尼亚南部电网供电能力,支持当地能源结构转型与可再生能源目标实现。该项目不仅推动中国光伏装备和工程技术服务“走出去”,也标志着华电在欧洲新能源市场实现从零到一的战略突破,对深化中罗能源合作、“一带一路”能源高质量发展及全球清洁能源伙伴关系建设具有示范意义。(199字)

可见光透过率43.2%,效率9.26%——Fraunhofer ISE开发出半透明有机光伏组件来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-01 08:55:15

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)与弗赖堡大学合作,采用可工业放大的溅射和狭缝涂布工艺,成功研制出面积达210.25 cm²的半透明有机光伏组件。该组件最高光电转换效率为9.26%,平均可见光透过率达43.2%,光利用效率(LUE)最高为4.0%;部分样品可见光透过率可达50%。组件采用无金属透明顶电极(PEDOT:PSS)、有机吸收层及具备近红外反射功能的背电极结构,并通过激光结构化实现百余个电池单元互联。研究还验证了其优异柔性:原型组件在直径15 mm圆杆上弯折1274次后效率保持率仍为100%。成果已发表于《Joule》,旨在推动该技术在建筑立面、温室和车顶等需兼顾发电与透光场景的规模化应用。

吉尔吉斯斯坦的首座大型光伏电站来源:央视新闻客户端 发布时间:2026-08-31 06:52:29

吉尔吉斯斯坦首座大型光伏电站——詹泰光伏电站于2025年12月正式投入运营,标志着该国清洁能源发展取得重大突破。项目位于北部楚河州克明区,占地230公顷,安装光伏组件19.3万块,设计年发电量2亿千瓦时,可稳定供应周边居民点及城市用电,终结了当地长期存在的“拉闸限电”问题。电站采用高度自动化运行系统,由中吉双方技术人员共同运维,中方提供成熟技术与设备支持,吉方员工在实践中提升专业能力。作为上合组织框架下绿色合作及共建“一带一路”的标志性成果,该项目不仅强化了区域能源互联互通,也体现了资源与技术优势互补、互利共赢的合作模式。

价值上百万的光伏组件竟全是假货来源:西安中院 发布时间:2026-08-28 06:17:11

2013年成立的郑州某泰能源公司,由周某敬实际控制,主营太阳能产品经销。2021年7月,该公司与希腊客户签订合同,以每片113.4欧元价格销售1860片某品牌540瓦光伏组件。为牟取非法利益,周某敬在未经商标权利人许可的情况下,委托江西厂家生产外观、尺寸相同的仿冒组件1240片,并网购正品铭牌贴标,伪造检验报告后出口至希腊,货款折合人民币102万余元。希腊客户使用中发现质量问题,经品牌方核实确认系假冒注册商标产品。法院审理认定,该公司及周某敬构成假冒注册商标罪,非法经营数额特别巨大;鉴于单位及个人均构成自首、认罪认罚并积极赔偿,依法予以从宽处罚,分别判处罚金20万元和5万元,周某敬获刑一年七个月。判决已生效。

浙能兰电分布式光伏发电项目太阳能光伏组件招标来源:中国电力招标网 发布时间:2026-08-27 10:41:19

浙能兰电分布式光伏发电项目于8月24日启动太阳能光伏组件公开招标。招标方为浙江浙能兰溪发电有限责任公司,计划采购单块尺寸为2382mm×1134mm的光伏组件共计3810块。本次招标不接受代理商及联合体参与投标,强调供应商须具备直接供货能力。投标及远程开标统一通过浙能集团智慧供应链一体化平台和“浙江能源投标管家”系统在线完成,全流程实行数字化管理。投标截止与远程开标时间为2026年9月14日9时30分。该项目是浙能集团推进清洁能源布局、实施厂内分布式光伏建设的重要环节,旨在提升自有厂区绿色电力自给能力。(198字)

13.2GW!土耳其光伏组件产能超越全欧盟来源:TaiyangNews 发布时间:2026-08-21 08:52:11

文章指出,土耳其当前运营中的光伏组件产能达13.2GW,已超过欧盟27国合计的9.7GW,成为欧洲地区最大的光伏组件制造基地。这一现状与欧盟推动光伏制造“回流”的政策目标形成反差。数据显示,欧盟本土电池片、硅片及多晶硅等上游环节产能严重不足:仅分别拥有5.3GW、1.2GW和27.6GW(主要来自德国瓦克),远未达到《净零工业法案》所设定的2030年各环节76GW目标。尽管欧洲供应链地图统计了大量规划产能(总计超260GW),但多数项目仍处于宣布或不确定阶段,约61%的规划组件产能尚未落地,另有28个项目已被取消或暂停。

*ST聆达:子公司格尔木神光50MW光伏电站技改项目通过竣工验收来源:财中社 发布时间:2026-08-07 10:14:25

*ST聆达(300125)子公司格尔木神光新能源有限公司实施的50MWp光伏电站技改项目已于近日通过海西州新能源产业发展服务中心组织的专家组竣工验收。该项目于2026年1月5日开工,主要对原有高倍聚光光伏组件、逆变器等老旧设备进行更新替换,旨在提升发电效率与系统稳定性,增强公司持续经营能力。技改完成后,电站整体发电量有望提高,契合公司长期发展规划。财务方面,公司2026年一季度实现营业收入912万元,归母净利润为-810万元,仍处于亏损状态。该项目是公司在新能源领域优化资产结构、改善运营效能的重要举措。

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展来源:北京大学材料科学与工程学院 发布时间:2026-08-04 10:11:25

北京大学周欢萍团队针对钙钛矿太阳能电池因软晶格和低缺陷形成能导致的界面缺陷多、稳定性差等关键瓶颈,提出一种基于氩气/四氟化碳混合等离子体的表面工程新策略。该方法分两步实现原位界面重构:先以Ar等离子体物理刻蚀去除表面缺陷层,再利用CF₄等离子体产生的活性氟与未配位铅离子反应,构筑4–7纳米厚、连续致密且强键合的氟化铅钝化层。该钝化层显著降低界面缺陷密度(降幅约90%),提升载流子寿命与能级匹配,从而同步增强效率与稳定性。小面积电池效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环老化等多条件下展现出优异长期稳定性。研究成果发表于《Science》。

钙钛矿—有机叠层太阳能电池研究取得新突破来源:人民日报 发布时间:2026-08-03 09:13:49

本文报道了中国科学院化学研究所李永舫院士与孟磊研究员团队在钙钛矿—有机叠层太阳能电池领域取得的重要进展。该团队成功研制出稳态光电转换效率达28.04%的新型叠层器件,成果发表于《自然》期刊。此类电池由宽带隙钙钛矿子电池与窄带隙有机子电池串联构成,旨在拓宽光谱响应、突破单结电池的理论效率极限。针对长期制约其性能的宽带隙钙钛矿前电池电压损失大、光照下易发生相分离及稳定性差等关键问题,研究团队提出“全阶段调控”策略,通过引入可光转换的添加剂分子,优化钙钛矿组分混合均匀性,并增强其与表面的结合力,从而显著抑制相分离、提升电压输出与运行稳定性。

印度迎来 10GW 钙钛矿叠层组件项目,规划 2028 年量产来源:TaiyangNews 发布时间:2026-07-31 05:57:10

印度光伏企业Rayzon Solar与Navitas Solar分别与美国Caelux公司签署五年合作协议,共同推进总计10GW钙钛矿-硅叠层光伏组件本土化量产,目标于2028年面向印度地面电站市场实现商业化交付。双方将采用Caelux的Active Glass技术——一种集成钙钛矿层的特种顶层玻璃,将其适配于各自现有的TOPCon组件产线,从而在不改变主体结构前提下提升效率至最高28%。Rayzon依托其11.3GW双面组件制造平台,Navitas则利用其垂直一体化产线,各承担5GW产能建设。项目严格遵循印度ALMM认证要求,并支撑该国2030年500GW清洁能源目标。此前Caelux已与美国Solx达成3GW合作,此次布局标志钙钛矿叠层技术加速迈向规模化应用。(199字)

中节能太阳能:TOPCon依旧是主流路线,具备成熟的市场应用与竞争力来源:摩尔光伏 发布时间:2026-07-24 09:02:26

中节能太阳能公司指出,当前TOPCon电池技术仍是光伏行业主流路线,具备成熟的应用基础和市场竞争力。与此同时,公司正重点布局钙钛矿/晶硅叠层电池这一前沿方向,已实现小面积叠层电池效率突破33%、210半片叠层电池效率达29%,核心技术指标居行业前列。为加速产业化,公司将推进10兆瓦中试产线建设,攻关量产集成工艺,完善标准体系与国际互认机制,并开展示范项目以拓展应用场景。作为国内首家以太阳能发电为主业的A股上市公司,公司业务涵盖光伏电站投资运营与高效电池组件制造,截至2025年6月底,总装机规模约12.647吉瓦;在江苏镇江建有5吉瓦制造基地,正通过技术创新与模式优化向科技型、轻资产方向转型。