光伏電池組件專(zhuān)用材料成為投資和發(fā)展熱點(diǎn)
2008年因金融風(fēng)暴吹亂陣腳的全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng),近期在歐洲、日本市場(chǎng)領(lǐng)頭下,市況急速回溫。據(jù)歐洲光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)2009年11月公布的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)指出,2013年太陽(yáng)能電池市場(chǎng)規(guī)模將為2008年的4倍,達(dá)2.23萬(wàn)百萬(wàn)瓦(MWp)。
EPIA指出,在各國(guó)的補(bǔ)貼政策挹注下,市場(chǎng)需求迅速增溫,該協(xié)會(huì)預(yù)估2013年全球太陽(yáng)能市場(chǎng)規(guī)模將由2008年的5,559MWp增為2.23萬(wàn)MWp。EPIA另預(yù)估,倘若無(wú)各國(guó)補(bǔ)貼政策的推波助瀾,2013年全球太陽(yáng)能市場(chǎng)規(guī)模僅可達(dá)1.23萬(wàn)MWp,為2008年的2.2倍。就地區(qū)別需求來(lái)看,2008年占全球8成的歐洲市場(chǎng)至2013年仍可望維持領(lǐng)先地位,但份額將明顯下滑,且不及全球的一半;而2007年之前需求不及日本的美國(guó),在總統(tǒng)歐巴馬提出綠色能源政策后,需求急遽攀升,預(yù)估至2013年市場(chǎng)規(guī)模將為日本的近3倍。另一方面,市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)增最具潛力的是大陸市場(chǎng)。由于電力需求激增,為加以因應(yīng),每年需裝設(shè)發(fā)電量達(dá)數(shù)萬(wàn)百萬(wàn)瓦的發(fā)電設(shè)備,倘若其增設(shè)的發(fā)電設(shè)備中,有2%~3%采用太陽(yáng)能電池,其規(guī)模就不容小覷。在光伏市場(chǎng)的推動(dòng)下,光伏電池組件專(zhuān)用材料成為投資和發(fā)展熱點(diǎn)。
最常用的光伏電池的核心是多晶硅半導(dǎo)體,多晶硅中的硅對(duì)光十分敏感,電子游離因而產(chǎn)生電流。但是只有硅不能制造太陽(yáng)能光伏板。為了保證能使用25年時(shí)間,光伏板必須有其他材料保護(hù)它,從硅引出電流以及提供絕緣和機(jī)械強(qiáng)度。硅可產(chǎn)生電力,但電力成為工作電流需要其他的材料。
隨著光伏電池應(yīng)用的不斷發(fā)展,光伏電池組件專(zhuān)用材料也不斷推陳出新,許多化工公司紛紛進(jìn)軍這一市場(chǎng)?;ば袠I(yè)在光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中受益匪淺,乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、塑料、黏合劑等化學(xué)品,約占整個(gè)光伏板材料成本的20%~50%。
杜邦公司是行業(yè)之秀
在供應(yīng)這些材料的化學(xué)公司中間,杜邦公司是行業(yè)之秀。杜邦有關(guān)的業(yè)務(wù)部如氟聚合物部和工業(yè)聚合物部都出售這些材料用于硅基光伏電池,己有約30年歷史。2004年杜邦組建了杜邦光伏解決方案(PhotovoltaicSolutions)公司來(lái)協(xié)調(diào)該公司太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)有關(guān)活動(dòng)。
杜邦公司麾下的杜邦光伏解決方案公司為光伏用途商業(yè)化生產(chǎn)非硅材料已有20余年歷史,供應(yīng)的產(chǎn)品包括用于耐候、電子模塊保護(hù)用的特種膜以及導(dǎo)電糊劑和底板材料。公司業(yè)務(wù)涉及光伏模塊生產(chǎn)中所用的8種材料。公司稱(chēng),可為光伏制造行業(yè)提供最寬范圍的非硅基材料。近期計(jì)劃將在此行業(yè)投資約1億美元。產(chǎn)品范圍包括一系列用于光伏板耐候保護(hù)用的各種聚合物樹(shù)脂。
杜邦公司用于太陽(yáng)能市場(chǎng)關(guān)鍵的材料之一是Elvax乙烯-醋酸乙烯(EVA)樹(shù)脂。這些樹(shù)脂可由用戶(hù)擠壓成薄膜,用于封裝置于平整玻璃外殼內(nèi)的硅晶片。EVA有光學(xué)透明度,能與玻璃和硅的折射指數(shù)相匹配,因而可降低反射。它也與電池內(nèi)的組件固定在一起,為光伏板提供物理強(qiáng)度。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光電專(zhuān)業(yè)委員會(huì)于2009年7月底組織召開(kāi)“光伏組件用高性能EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膠膜”評(píng)審會(huì)。經(jīng)討論認(rèn)定,由溫州瑞陽(yáng)光伏材料有限公司和杜邦公司合作研制的“瑞福REVAX”EVA膠膜項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成功,產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,特別是耐老化性能方面取得重大突破,居世界領(lǐng)先水平,滿(mǎn)足光伏組件使用壽命需求。完全可替代進(jìn)口EVA膠膜,實(shí)現(xiàn)了高性能EVA膠膜的國(guó)產(chǎn)化。作為太陽(yáng)能光伏組件中關(guān)鍵原材料之一,EVA封裝膠膜的性能在此起著決定性的作用。經(jīng)過(guò)3年潛心研發(fā),瑞陽(yáng)公司最終成功研制出耐老化性能優(yōu)良的EVA封裝膠膜,經(jīng)國(guó)內(nèi)權(quán)威質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn),“瑞福REVAX”EVA膠膜經(jīng)1000小時(shí)紫外老化試驗(yàn)后透光率的保持率超過(guò)99%,黃變指數(shù)小于2,解決了國(guó)內(nèi)高性能EVA封裝膠膜常年依賴(lài)進(jìn)口的局面。據(jù)了解,從2007年起,我國(guó)光伏組件產(chǎn)量居世界第一位。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算,到2020年,光伏組件年產(chǎn)量將達(dá)到42GW。需要高性能EVA封裝膠膜60000萬(wàn)平方米,膠膜產(chǎn)值將達(dá)到150億元。但目前高性能EVA封裝膠膜還嚴(yán)重依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品,嚴(yán)重制約我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為滿(mǎn)足太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,瑞陽(yáng)將與杜邦公司合作,在浙江溫州建設(shè)高性能EVA膠膜產(chǎn)業(yè)化基地,為中國(guó)光伏企業(yè)提供快速的本地化服務(wù)。
杜邦公司用于光伏技術(shù)的另一項(xiàng)重要產(chǎn)品是Tedla品牌聚乙烯氟化物薄膜,該薄膜可與聚酯薄膜共擠壓,應(yīng)用于基于硅的光伏電池底部作為底板,提供電氣絕緣和保護(hù)使之不被大氣侵蝕。
2006年8月,杜邦公司投資5000萬(wàn)美元擴(kuò)大在Fayetteville的Tedla聚乙烯氟化物薄膜產(chǎn)能。該公司產(chǎn)品也用于航天、建筑和石墨藝術(shù)品,其年增長(zhǎng)率為30%。這項(xiàng)擴(kuò)建是杜邦公司投資光伏領(lǐng)域1億美元中最大的一項(xiàng)。
杜邦光伏氟材料公司(PVFM)于2008年8月4日宣布,與日本從事印刷業(yè)的Toppan公司簽署技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同,將使杜邦公司新的太陽(yáng)能光伏(PV)模塊用的底板推向商業(yè)化生產(chǎn)。與Toppan公司簽署的這項(xiàng)技術(shù)合同,將大大提高杜邦Tedla聚乙烯氟化物薄膜和底板在快速增長(zhǎng)的PV市場(chǎng)上的應(yīng)用。這一合作使杜邦公司應(yīng)用于底板上的Tedla聚乙烯氟化物薄膜專(zhuān)有技術(shù)與Toppan公司獨(dú)特的涂復(fù)能力結(jié)合在一起。
杜邦公司于2008年9月初宣布,為快速增長(zhǎng)的光伏市場(chǎng)擴(kuò)大Tedla聚乙烯氟化物薄膜產(chǎn)能,擴(kuò)能于2009年底完成,從而使Tedla聚乙烯氟化物薄膜全球生產(chǎn)能力翻一倍以上,這是杜邦公司迄今在Tedla薄膜生產(chǎn)中最大的投資。
杜邦公司于2009年8月21日宣布,又投資1.2億美元用于增產(chǎn)光伏底板關(guān)鍵組分Tedlar聚乙烯氟化物(PVF)薄膜生產(chǎn)所使用的單體和樹(shù)脂,將增加產(chǎn)能超過(guò)50%。這項(xiàng)投資包括用于美國(guó)肯塔基州Louisville新建的單體裝置和北卡羅林那州Fayetteville的樹(shù)脂裝置。這二個(gè)生產(chǎn)基地已在建設(shè)之中,于2010年中期投產(chǎn)。杜邦公司電子和通信技術(shù)部表示,此次擴(kuò)能是Tedlar聚乙烯氟化物(PVF)薄膜業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的重要步驟,并可長(zhǎng)期保持本公司在太陽(yáng)能板底板生產(chǎn)中的市場(chǎng)領(lǐng)先地位。杜邦公司在紐約州Buffalo、新澤西州Parlin、愛(ài)荷華州FortMadison和賓夕法尼亞州Towanda也生產(chǎn)Tedlar聚乙烯氟化物(PVF)薄膜。此前,杜邦微電路材料公司(MCM)已推出杜邦SolametPV159薄膜金屬化處理糊劑,應(yīng)用于光伏太陽(yáng)能電池前端金屬化處理。據(jù)稱(chēng),SolametPV159薄膜金屬化處理糊劑可使帶有淺層射極的晶片效率提高0.5%,對(duì)許多其他晶片/射極類(lèi)型也有很大改進(jìn)。杜邦Solamet金屬化處理材料列入PV工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已有多年,可使用戶(hù)減少成本、提高效率和提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
杜邦微電路材料公司于2009年3月4日宣布使其在英國(guó)Bristol的Solamet品牌厚膜金屬處理糊劑產(chǎn)品產(chǎn)能翻番,以適應(yīng)光伏太陽(yáng)能的長(zhǎng)期發(fā)展前景。厚膜金屬化處理糊劑有助于制造商提高太陽(yáng)能電池效率。
杜邦公司于2008年9月9日宣布在印度發(fā)展其杜邦光伏解決方案產(chǎn)品業(yè)務(wù)。杜邦光伏解決方案業(yè)務(wù)產(chǎn)品涉及與結(jié)晶硅和薄膜太陽(yáng)能光伏(PV)模塊相關(guān)的產(chǎn)品。包括薄膜、樹(shù)脂、密封層、柔性基層和傳導(dǎo)性糊狀物。為了支撐印度的太陽(yáng)能市場(chǎng),杜邦公司于2010年在Hyderabad的杜邦知識(shí)中心建立光伏(PV)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室將為杜邦在太陽(yáng)能工業(yè)中的客戶(hù)提供技術(shù)和研究設(shè)施的支持。杜邦公司預(yù)計(jì)在今后5年內(nèi),其在光伏工業(yè)的幾條產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)的銷(xiāo)售額將會(huì)超過(guò)10億美元。
杜邦公司光伏產(chǎn)品中另一項(xiàng)重要產(chǎn)品是其Solamet銀導(dǎo)電性糊劑。這種糊劑線(xiàn)條與硅晶片相連,可傳導(dǎo)由電池產(chǎn)生的電子。這些糊劑線(xiàn)條必須拉制得成薄型,約100μm寬,目標(biāo)是使這些線(xiàn)條縮小到75?μm。
為滿(mǎn)足迅速增長(zhǎng)的光電太陽(yáng)能市場(chǎng)的需求,杜邦公司于2008年6月10日宣布,將擴(kuò)大位于中國(guó)廣東省東莞市的東莞杜邦電子材料有限公司商品名為Solamet的厚膜導(dǎo)電漿料產(chǎn)能。據(jù)介紹,杜邦的Solamet厚膜導(dǎo)電漿料主要用于太陽(yáng)能電池前后面的金屬鍍膜,可顯著提升電池效能,提高產(chǎn)品產(chǎn)率,降低材料消耗,從而使太陽(yáng)能電池生產(chǎn)商能夠大幅降低成本。在亞洲擴(kuò)產(chǎn)Solame厚膜導(dǎo)電漿料是一項(xiàng)重大投資,將有助于杜邦跟上全球太陽(yáng)能行業(yè)發(fā)展的腳步。杜邦稱(chēng),隨著太陽(yáng)能市場(chǎng)的迅速發(fā)展,公司計(jì)劃使光電材料業(yè)務(wù)銷(xiāo)售額增長(zhǎng)3倍以上,為此必須使Solamet漿料的產(chǎn)能擴(kuò)大到兩倍以上。換句話(huà)說(shuō),就是在未來(lái)5年內(nèi),杜邦的光電材料業(yè)務(wù)銷(xiāo)售額將從現(xiàn)在的約3億美元增長(zhǎng)至10億多美元。杜邦預(yù)計(jì),未來(lái)數(shù)年光電市場(chǎng)規(guī)模將以30%以上的年均速度增長(zhǎng),這將推動(dòng)對(duì)于能源轉(zhuǎn)換效率更高的現(xiàn)有材料和新材料的需求上升。杜邦電子技術(shù)公司副總裁兼總經(jīng)理蒂莫西?麥凱恩表示:目前,在全球范圍內(nèi),光電業(yè)正處在一個(gè)穩(wěn)步飆升時(shí)期,因?yàn)樘?yáng)能作為一種可再生能源,其需求將持續(xù)增長(zhǎng)。在此背景下,將擴(kuò)大Solamet產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模,以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的需求。通過(guò)產(chǎn)能的擴(kuò)大,將加快創(chuàng)新產(chǎn)品向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化,從而進(jìn)一步降低光電系統(tǒng)的成本,延長(zhǎng)使用周期并提高太陽(yáng)能組件的性能。作為光電行業(yè)領(lǐng)先的全球材料供應(yīng)商,杜邦將通過(guò)科學(xué)研究使人類(lèi)對(duì)可再生能源的利用更為方便。
通過(guò)投資光伏材料、技術(shù)開(kāi)發(fā)和制造,使杜邦公司將提升其在提高光伏模塊效率方面的創(chuàng)新能力。杜邦公司電子和通信技術(shù)部副總裁DavidB.Miller在2009年3月中旬召開(kāi)的第七屆全球清潔技術(shù)會(huì)議上表示,光伏技術(shù)現(xiàn)處于發(fā)展中的幼年時(shí)期,這一市場(chǎng)的發(fā)展機(jī)遇之路是寬闊的。杜邦公司在傳統(tǒng)晶硅光伏和新出現(xiàn)的薄膜光伏行業(yè)正在占領(lǐng)未來(lái)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)高地,并且正在投資擴(kuò)展生產(chǎn)能力,以滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)的全球需求。
杜邦公司2009年7月1日宣布,將與美國(guó)能源部(DOE)合作實(shí)施總投資達(dá)900萬(wàn)美元的太陽(yáng)能研發(fā)項(xiàng)目。其中,杜邦投資資金600萬(wàn)美元,美國(guó)能源部提供300萬(wàn)美元資金。這一為期3年的合作項(xiàng)目旨在加速一種比人類(lèi)毛發(fā)還要細(xì)3000倍以上的超薄保護(hù)膜的商業(yè)化進(jìn)程。這種超薄薄膜能夠防潮——這是長(zhǎng)期以來(lái)該應(yīng)用市場(chǎng)面臨的一大挑戰(zhàn),從而保護(hù)薄膜太陽(yáng)能光電模塊性能下降。薄膜光電面板可由柔性塑料片替代玻璃制成,因此可以彎曲也可以纏繞,易于在屋頂、窗戶(hù)或商業(yè)及家用住宅建筑一側(cè)安裝。據(jù)預(yù)測(cè),薄膜光電模塊將是太陽(yáng)能電池工業(yè)中發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域,因?yàn)槠渚哂邪l(fā)電成本進(jìn)一步下降的潛力,從而提升了太陽(yáng)能的競(jìng)爭(zhēng)力。
薄膜太陽(yáng)能光電模塊
杜邦公司預(yù)計(jì),PV市場(chǎng)在今后幾年內(nèi)將以?xún)晌粩?shù)速率增長(zhǎng),現(xiàn)有的和新的更低成本材料正在驅(qū)動(dòng)需求。截至2009年3月,PV市場(chǎng)年規(guī)模約為300億美元,并且,據(jù)PV工業(yè)行家估計(jì),PV市場(chǎng)將增長(zhǎng)到2013年700億美元。2008年,杜邦公司在PV產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和擴(kuò)能方面作出重大投資,其在光伏模塊制造方面領(lǐng)先的品牌包括杜邦Tedlar聚乙烯基氟化物(PVF)和杜邦Solamet厚膜導(dǎo)電漿料,擴(kuò)能增產(chǎn)滿(mǎn)足了需求的增長(zhǎng)。
杜邦公司表示,預(yù)計(jì)其應(yīng)用于光伏工業(yè)的產(chǎn)品銷(xiāo)售額到2012年將會(huì)超過(guò)10億美元。杜邦公司已開(kāi)始與美國(guó)能源部合作,加快實(shí)現(xiàn)超薄保護(hù)膜的商業(yè)化生產(chǎn),這種超薄保護(hù)膜可持久地應(yīng)用于柔性光伏模塊。
除了杜邦公司是光伏行業(yè)寬范圍材料的供應(yīng)商外,道康寧公司通過(guò)其Hemlock半導(dǎo)體公司與信越Handotai公司和三菱材料公司的合資企業(yè),也成為多晶硅重要的生產(chǎn)商。道康寧公司為光伏行業(yè)提供寬范圍的輔助材料,包括基于硅的封裝料、光電池和基片涂料,以及密封接合盒與光伏座。
道康寧公司不斷推出新產(chǎn)品
道康寧公司推出光伏模塊制造新材料。道康寧公司旗下的太陽(yáng)能解決方案集團(tuán)推出一款密封劑和兩款封裝劑,已在太陽(yáng)能光伏(PV)電池應(yīng)用中試用和驗(yàn)證。道康寧?PV6010電池密封劑在光伏(PV)太陽(yáng)能電池表面形成一保護(hù)性薄層,提供腐蝕和剝離保護(hù)。道康寧?PV7010和PV7020封裝劑設(shè)計(jì)用于PV電池的電器接合箱隔離。
道康寧公司宣布,驗(yàn)證了提高太陽(yáng)能板生產(chǎn)效率的制造工藝,該工藝特征是采用了新開(kāi)發(fā)的有機(jī)硅材料,這種材料可大大提高太陽(yáng)能板生產(chǎn)效率、有效地降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。據(jù)稱(chēng),這一技術(shù)揭示了太陽(yáng)能工業(yè)又向前推進(jìn)了一步,并有助于使太陽(yáng)能發(fā)電成為全球可持續(xù)利用的能源方案。該制造工藝與新開(kāi)發(fā)的道康寧PV-6100系列密封劑結(jié)合應(yīng)用,該密封劑可為電池板上每一塊太陽(yáng)能電池提供清潔的薄層保護(hù),并可替代常用的乙烯乙烯基醋酸酯樹(shù)脂。這種基于有機(jī)硅的材料可提供較高的發(fā)電效率、延長(zhǎng)模塊使用壽命和優(yōu)化對(duì)紫外光的阻抗。新工藝所用設(shè)備需投資很少,且占據(jù)空間小。這一工藝過(guò)程和系列密封劑已在道康寧公司的美國(guó)密歇根州Freeland新的太陽(yáng)能應(yīng)用中心被太陽(yáng)能合作伙伴選用,于2009年中期商業(yè)化推廣應(yīng)用。
道康寧公司于2009年9月10日宣布,為順應(yīng)太陽(yáng)能光伏工業(yè)的特定需求,而拓展開(kāi)發(fā)新材料業(yè)務(wù),為太陽(yáng)能光伏(PV)工業(yè)推出了新粘合劑和密封劑:道康寧PV-8303超快速固化密封劑和道康寧PV-8030粘合劑,應(yīng)用于粘合和密封光伏模塊組件。
道康寧PV-8030粘合劑應(yīng)用時(shí)推薦在室溫下固化,可用于與典型的PV底板進(jìn)行結(jié)構(gòu)性結(jié)合。道康寧PV-8303超快速固化密封劑也在室溫下固化,可用于與金屬、玻璃和塑料底板進(jìn)行粘接。
該公司也開(kāi)發(fā)了道康寧PV-7030保護(hù)劑,特定的設(shè)計(jì)應(yīng)用可為光伏組件提供保護(hù),有很好的防火性,以及極好的組件電絕緣性,在寬溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定性和柔性。
該公司還商業(yè)化推出太陽(yáng)能電池新的封裝技術(shù),可提高電池性能,并可有效地降低發(fā)出每千瓦小時(shí)太陽(yáng)能電力的成本。道康寧PV-6100封裝劑系列產(chǎn)品依賴(lài)于有機(jī)硅分子對(duì)紫外光的穩(wěn)定性,與疊置復(fù)蓋的有機(jī)物相比,可提高耐用性和改進(jìn)結(jié)晶模塊的效率。用道康寧PV-6100封裝劑系列產(chǎn)品封裝的太陽(yáng)能電池模塊通過(guò)UL“C”級(jí)防火試驗(yàn)和工程評(píng)價(jià),符合國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)要求。
其他公司也占一席之地
其他一些材料公司也在封裝市場(chǎng)上占有一席之地。日本三井化學(xué)公司在日本名古屋建設(shè)工廠(chǎng),生產(chǎn)能力為4000噸/年EVA薄膜,足以可供570MW的光伏電池使用。2005年普利斯通公司也擴(kuò)建了在日本磐田的EVA薄膜工廠(chǎng),使產(chǎn)能達(dá)到了12000噸/年。
拜耳材料科技公司于2008年6月中旬宣布,研發(fā)人員開(kāi)發(fā)成功的一種耐光熱塑性聚氨酯,為太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)提供了新的解決方案。通過(guò)和德國(guó)一家公司合作,拜耳材料科技公司利用這種聚氨酯制成一種商品名為VISTASOLAR的新型薄膜,將其用作太陽(yáng)能電池原料替代傳統(tǒng)的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜,不僅使太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)更為方便和快捷,也大大提高了太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率。在生產(chǎn)太陽(yáng)能電池時(shí),一般是將硅片置于玻璃和用EVA薄膜包覆的基材之間,然后將它們一起放在真空層合機(jī)內(nèi)在145℃下交聯(lián)12~20分鐘,EVA變硬從而成為透明層。但這種方法存在一些不足,如由于交聯(lián)需要一定時(shí)間完成而限制了太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)效率,另外太陽(yáng)能電池的維修也不方便。而耐光聚氨酯薄膜具有很好的透明性,透光性好,熔點(diǎn)高,在制作太陽(yáng)能電池時(shí)不必進(jìn)行交聯(lián),可加快太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)過(guò)程,減少生產(chǎn)周期,同時(shí)還能提高了太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率和利用率。這種耐光聚氨酯薄膜還具有很多其他的優(yōu)點(diǎn)。例如可以更方便地更換有瑕疵或壞掉的組件,而以前遇到這樣的問(wèn)題不管是修復(fù)還是再生產(chǎn)都需要花很長(zhǎng)時(shí)間,這是因?yàn)闊崴苄跃郯滨タ芍匦氯廴?,使其?nèi)部昂貴的太陽(yáng)能電池可再次使用。另外,存儲(chǔ)也更加簡(jiǎn)單,因?yàn)檫@種薄膜比與加有交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)過(guò)的EVA薄膜更結(jié)實(shí)。
法國(guó)材料生產(chǎn)商阿科瑪公司(Arkema)供應(yīng)其Kynar聚偏氟二烯薄膜,其性質(zhì)與Tedla聚乙烯氟化物薄膜相似。該公司該項(xiàng)業(yè)務(wù)的年增長(zhǎng)率為30%。
阿科瑪公司2009年1月宣布推出新級(jí)別乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA),特別設(shè)計(jì)用于光伏太陽(yáng)能面板。這款新產(chǎn)品的牌號(hào)為Evatane33-45PV,含有18-42%的乙酸乙烯酯。是專(zhuān)為薄膜或晶硅等密封包裝材料設(shè)計(jì),可用來(lái)生產(chǎn)太陽(yáng)電池板。Evatane33-45PV具有很好的光學(xué)性能及良好的透光性,同時(shí)有很好的交聯(lián)能力及加工性能。
霍尼韋爾公司宣布,該公司開(kāi)發(fā)出能夠在惡劣環(huán)境下保護(hù)光伏(PV)太陽(yáng)能電池的新型材料。新產(chǎn)品名為霍尼韋爾PowerShield?PV325,能在潮濕等各種環(huán)境中保護(hù)PV組件,包括組件中將光能轉(zhuǎn)化為電能的主要部件。該產(chǎn)品不僅抗紫外線(xiàn)、防潮、耐風(fēng)化,還能承受工作電壓高達(dá)1,000伏的組件所產(chǎn)生的電力負(fù)載?;裟犴f爾PowerShield主要為剛性PV組件開(kāi)發(fā),而剛性PV組件則專(zhuān)用于向公共設(shè)施或當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電。這種組件的使用壽命通常為25年,可在公共設(shè)施斷電期間充當(dāng)可靠電源,并能彌補(bǔ)高峰期的電力需求和相關(guān)成本。獨(dú)立性能測(cè)試的初步結(jié)果表明,這種材料可以滿(mǎn)足PV組件生產(chǎn)商的苛刻要求。這種阻隔材料能在2008年年底前通過(guò)業(yè)內(nèi)的性能標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。這種白色反光材料采用了霍尼韋爾的高性能阻隔薄膜技術(shù)?;裟犴f爾PowerShield采用五層設(shè)計(jì),包括兩個(gè)基于乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)含氟聚合物薄膜的外保護(hù)層、一個(gè)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)中間層,以及兩個(gè)專(zhuān)有粘合材料構(gòu)成的內(nèi)粘合層。它為PV組件生產(chǎn)商提供了聚氟乙烯背板材料的替代產(chǎn)品。
霍尼韋爾電子材料公司于2009年9月22日宣布,推出提高太陽(yáng)能光伏(PV)板發(fā)電效率的新材料。這種新材料稱(chēng)之為霍尼韋爾SOLARC,為透明涂層材料,通過(guò)覆蓋PV板的玻璃可提高光線(xiàn)透射比,從而可提高PV模塊效率和發(fā)電量。這種涂層也大大減小了來(lái)自玻璃的眩射,使PV板可較好地與其周?chē)h(huán)境相融合?;裟犴f爾SOLARC已經(jīng)驗(yàn)證,與當(dāng)今商業(yè)上使用的任何抗反射涂料相比,具有最高的效率。絕大多數(shù)商業(yè)上應(yīng)用的PV板,因來(lái)自覆蓋玻璃上表面的光反射,而造成其潛在的發(fā)電量損失約4%。除了降低發(fā)電量外,來(lái)自反射光的眩射在美學(xué)觀(guān)點(diǎn)上看也是欠缺的,尤其在住宅屋頂設(shè)置應(yīng)用中。SOLARC涂層可大大減小反射,使到達(dá)太陽(yáng)能電池的光線(xiàn)更多,從而可發(fā)出更多電力?;裟犴f爾SOLARC為液相涂層,可用于所有常用類(lèi)型的PV模塊。對(duì)屋頂設(shè)置應(yīng)用效益尤佳,因應(yīng)用空間受限,效率提高則頗為關(guān)鍵。這種涂層可采用許多涂復(fù)工藝,包括采用噴涂、滾涂等涂復(fù)方式。與其他常用的涂復(fù)方式不同,使用霍尼韋爾SOLARC無(wú)需在沉積前將兩種組分相混合,擱置時(shí)間可達(dá)6個(gè)月以上。驗(yàn)證表明,采用550納米尺寸的霍尼韋爾SOLARC可提高光電轉(zhuǎn)換效率4%,它對(duì)寬的太陽(yáng)能光譜均有很好的適應(yīng)性,應(yīng)用于PV電池的霍尼韋爾SOLARC尺寸可從350納米~1100納米。驗(yàn)證也表明,霍尼韋爾SOLARC涂層在寬范圍的加速試驗(yàn)中,有優(yōu)異的耐用性,可在苛刻的環(huán)境條件下應(yīng)用。另外,霍尼韋爾SOLARC涂層的環(huán)境試驗(yàn)表明,它可為玻璃提供附加保護(hù),尤其可應(yīng)用在會(huì)使玻璃逐步變質(zhì)的濕熱條件下。該涂展已進(jìn)一步優(yōu)化具有抗污和自清洗性能,可防灰塵積聚。據(jù)美國(guó)加州能源委員會(huì)提供的數(shù)據(jù),由于顆粒沾污,太陽(yáng)能板發(fā)電效率損失平均達(dá)7%。
美國(guó)加利福尼亞州的BioSolar公司2007年9月中旬宣布,成功推出其低成本的生物塑料底板太陽(yáng)能電池,由可再生植物資源生產(chǎn)的生物塑料材料可降低太陽(yáng)能電池的成本。BioSolar公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)研發(fā)生產(chǎn)的生物塑料薄膜可替代現(xiàn)用太陽(yáng)能模塊底板。該底板可用作太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能電池模塊的底層,支撐太陽(yáng)能電池的排布和其不同的層面。用于太陽(yáng)能電池需有耐候性,并符合嚴(yán)格的加工和設(shè)置要求。在過(guò)去,常規(guī)的生物塑料不能很好地用于太陽(yáng)能電池,主要由于其熔融溫度低,分子結(jié)構(gòu)使其呈脆性。BioSolar公司開(kāi)發(fā)了一種制造工藝,可使產(chǎn)品成本大大低于石油基的底板。據(jù)稱(chēng),可將其開(kāi)發(fā)的生物塑料替代太陽(yáng)能電池應(yīng)用中所有的石油基塑料。光伏模塊使用這種薄膜現(xiàn)己完成試驗(yàn),可確保該薄膜能滿(mǎn)足長(zhǎng)期使用要求。試驗(yàn)包括由Underwriters實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的45天的溫度和濕度試驗(yàn)。
美國(guó)BioSolar公司于2008年11月中旬宣布采用植物來(lái)源制造的生物基材料可用于生產(chǎn)太陽(yáng)能模塊底板。BioSolar公司發(fā)布了這項(xiàng)應(yīng)用專(zhuān)利,這種材料采用棉花籽和蓖麻籽來(lái)生產(chǎn),稱(chēng)之為BioBacksheet。BioBacksheet是一種防護(hù)用覆蓋材料,傳統(tǒng)的是由石油基薄膜來(lái)生產(chǎn)。
德國(guó)Q-Cells公司和Singulus技術(shù)公司開(kāi)發(fā)薄膜太陽(yáng)能電池防反射的涂料新系統(tǒng)。將Q-Cells公司的太陽(yáng)能使用經(jīng)驗(yàn)與Singulus技術(shù)公司的涂料技術(shù)相結(jié)合達(dá)到了這一目標(biāo),從而為太陽(yáng)能電池的高效應(yīng)用開(kāi)發(fā)了有良好質(zhì)量和價(jià)廉的特種涂料。該技術(shù)可提高太陽(yáng)能電池的產(chǎn)能,技術(shù)基于生產(chǎn)DVD時(shí)使用的真空涂復(fù)工藝。Q-Cells公司是在其現(xiàn)有的和新的生產(chǎn)線(xiàn)采用新系統(tǒng)的第一家公司。
美國(guó)Konarka技術(shù)公司從事電力塑料開(kāi)發(fā),電力塑料材料可將光線(xiàn)轉(zhuǎn)化為能量。該公司于2008年9月24日宣布,取得對(duì)光有化學(xué)反應(yīng)的聚合物新家族稱(chēng)之為聚咔唑(PCZ)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。這類(lèi)聚合物可幫助該公司通過(guò)電力塑料和其他產(chǎn)品來(lái)提高轉(zhuǎn)換效率。這種新家族聚合物由Laval大學(xué)微分子科學(xué)和工程研究中心與加拿大魁北克功能材料中心(CQMF)的MarioLeclerc教授開(kāi)發(fā)。Konarka技術(shù)公司與Laval大學(xué)已進(jìn)行了為期4年的合作。新的聚合物家族將有助于光伏模塊使光轉(zhuǎn)換為電能提高效率。Konarka技術(shù)公司將加速其電力塑料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和推向商業(yè)化,預(yù)計(jì)采用這一技術(shù)將有助于該公司保持在有機(jī)光伏領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
瓦克集團(tuán)公司針對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電工業(yè)的需求,2009年7月初成功推出名為ELASTOSILSolar的新型有機(jī)硅產(chǎn)品系列。此類(lèi)產(chǎn)品具有良好的耐候、耐輻射和耐溫度變化等特性,特別適用于粘結(jié)、密封、膠合和封裝太陽(yáng)能電池模塊及其電子部件。新產(chǎn)品主要包括可紫外線(xiàn)活化的專(zhuān)用有機(jī)硅彈性體ELASTOSILSolar2120UV以及新型高透明可澆注用硅橡膠ELASTOSILSolar3210。2120UV這種可紫外線(xiàn)活化的有機(jī)硅彈性體在室溫下,不需要再提供任何熱能就可以硫化。與傳統(tǒng)的熱交聯(lián)系統(tǒng)相比,該彈性體的交聯(lián)時(shí)間很短,且交聯(lián)速度可以根據(jù)用戶(hù)要求調(diào)節(jié)。另外,因該材料不含光引發(fā)劑,在材料中既不殘留離子也不殘留自由基分解產(chǎn)物。利用這種材料使制作太陽(yáng)能模塊過(guò)程變得高效和可靠,如把太陽(yáng)能電池固定到載體上,粘結(jié)玻璃蓋和框架或者安裝接線(xiàn)盒及其絕緣。此外,該材料還特別適用于封裝接線(xiàn)盒。3210產(chǎn)品具有硫化速度快、無(wú)收縮、容易從模具中取出等特性,主要用于高聚光太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。這類(lèi)模塊安裝有專(zhuān)門(mén)透鏡,把自然光收集并聚焦到高效率電池上。而3210有機(jī)硅橡膠則是生產(chǎn)光學(xué)透鏡和模制件的理想材料。
瓦克化學(xué)公司于2009年7月開(kāi)發(fā)了一種商標(biāo)為T(mén)ECTOSIL的生產(chǎn)太陽(yáng)能電池模塊使用的新型熱塑性封裝材料。這種以有機(jī)硅為基礎(chǔ)的彈性塑料薄膜能夠在加熱情況下改變形狀,加工便捷。由于具有特殊的整體性能,該薄膜明顯優(yōu)于市場(chǎng)通常使用的封裝材料。TECTOSIL能夠有效保護(hù)敏感的太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期不受機(jī)械和化學(xué)負(fù)荷的影響,同時(shí)由于沒(méi)有腐蝕性,適合所有類(lèi)型的模塊。據(jù)介紹,TECTOSIL是一種柔韌、高透明的電氣絕緣薄膜,其材料是有機(jī)硅和有機(jī)物的共聚物。由于它具有熱塑性,不需要硬化和化學(xué)反應(yīng),對(duì)貼膜過(guò)程來(lái)說(shuō),意味著工作周期短,對(duì)貼膜機(jī)中局部出現(xiàn)的溫差不敏感,不但能降低生產(chǎn)成本,而且保證了每一模塊都有相同的質(zhì)量,節(jié)省加工時(shí)間。
瓦克化學(xué)公司堅(jiān)定發(fā)展與太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)的產(chǎn)品,于2009年10月底已使其現(xiàn)有的有機(jī)硅產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)能,以滿(mǎn)足太陽(yáng)能工業(yè)的需求。以ELASTOSIL?Solar品牌銷(xiāo)售的幾種等級(jí)的有機(jī)硅產(chǎn)品,具有耐氣候風(fēng)化、耐輻射和耐熱性征,理想的應(yīng)用于光伏模塊及其電子部件的粘接、密封、層壓和封裝。據(jù)稱(chēng),其新的有機(jī)硅產(chǎn)品在光伏模塊生產(chǎn)中有高效而可靠的性能,它們包括可支持太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)、粘接玻璃和框架組件,并可使電子接線(xiàn)盒達(dá)到絕緣效果。憑借其低彈性模量,ELASTOSIL?Solar有機(jī)硅產(chǎn)品也可減少部件的熱機(jī)械應(yīng)力。封裝在ELASTOSIL?中的電器元件可防潮和防腐。
在常規(guī)化學(xué)品需求低迷的境況下,巴斯夫公司與德國(guó)Centrotherm光伏公司旗下的GP太陽(yáng)能公司于2009年3月4日宣布,拓展開(kāi)發(fā)有關(guān)太陽(yáng)能電池化學(xué)品方面原有的合作。這項(xiàng)拓展合作將繼續(xù)開(kāi)發(fā)更高效率太陽(yáng)能電池的定制解決方案。該項(xiàng)目第一步是改進(jìn)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)以提高其效率。太陽(yáng)能電池新的制造工藝將能在室溫下進(jìn)行,減少損傷。此外,將改進(jìn)表面結(jié)構(gòu)以提高總的光電轉(zhuǎn)換效率。合作開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品于2009年底推出。
評(píng)論
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