POE行业报告：聚烯烃弹性体行业（26页）

行业报告下载 2022年10月20日 11:51 管理员

当前光伏组件封装方案以 EVA、POE 和 EPE（EVA 与 POE 三层共挤）为主，少部分采取 PVB、有机硅胶等封装方式。EVA 为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，通过添加交联剂、增稠剂、抗氧化剂、抗老化剂、光稳定等助剂对其改性，经熔融挤出。作为使用最广泛的组件封装材料，EVA 胶膜（透明）具有高透光率、与玻璃和背板的粘结性好等优势。 1）高透光率：经组件层压工序调整，EVA 交联度高最高可达 95%-98%。交联度越高， EVA 不易结晶，因此胶膜的透光率越高，组件的整体输出功率相应越高。 2）粘结性与流动性好：VA 含量较多，则有较好的低温柔韧性和粘结性。（一定范围内）熔融指数越大，EVA 流动性越好，平铺性好，物理粘接点越多，与背板和玻璃的剥离强度越大。因此光伏 EVA 胶膜 VA 含量多在 28%-33%，透明 EVA 熔指（MI）需高于 25%。EVA 胶膜水汽阻隔力弱，组件易发生 PID效应：组件产生 PID 效应原因有多种，EVA 透水性为其中之一。醋酸乙烯酯中碳氧双键和碳氧单键为极性的键，和水（极性分子）相亲，因此 EVA 胶膜在组件中阻水性差，水汽透过率较高，EVA 易水解产生醋酸后和玻璃中的 Na 反应，可以生成大量的自由移动的 Na 离子，再与电池片表面的银栅线发生反应后会腐蚀电池栅线，导致串联电阻的升高、组件性能衰减（即 PID 效应），且此类衰减不可恢复。EVA 易老化和黄变：EVA 的分子链为线性结构，由碳氧键、碳氢键等构成，此类化学键在室外湿热交变环境下以及紫外光照射下会断裂、重组或氧化，从而产生生色团，使 EVA 胶膜有发黄、降解的现象，从而影响组件功率和使用寿命。目前主要通过加入抗氧、紫外吸收或光稳定性等功能助剂，降低 EVA 胶膜氧化分解的速度、增强抗老化及紫外光线的性能、减少黄变程度；加入有机过氧化物的交联剂，在 EVA 胶膜加热封装太阳能电池片的过程中会受热分解产生自由基，从而引发 EVA 分子链的结合，形成网状结构，可增加分子稳定性。

但是 EVA 中残留的交联剂在长期老化的过程中也会与助剂发生化学反应，仍会产生气泡以及黄变。白色 EVA可增效、降本，通常用于组件背层封装。在透明 EVA 中加入一定量的钛白粉、氧化锌等反光填料，并在切边收卷后使用电子加速器进行辐照交联制成的白色 EVA 胶膜，用于背面封装可提高组件内可见光及红外线的反射率，进而增加组件功率。尤其在半片组件中，电池片之间缝隙更多，漏光带来的效率损失更大，故白色 EVA 增效也更显著。根据 CPIA 数据，白色 EVA 可提升组件功率 1.5~3W；单玻组件采用白色 EVA，相对转换效率可提高 0.5%-0.7%左右；双玻组件采用白色 EVA 相对转换效率可提高 1%-1.2%左右。此外，白色 EVA 胶膜同时能够阻隔紫外线，一定程度上降低了组件对背板耐紫外线的性能要求，从而降低了组件成本。根据海优威的研究数据，使用白色 EVA 后，背板内侧面无需抗紫外线性能和氟薄膜，成本可降低 7~12 分/W；由于阻隔性强、透光率低，组件可使用透明度高的背板，成本可再降低 1~2 分/W。聚烯烃弹性体（Polyolefin elastomer，简称 POE）为乙烯-α烯烃共聚物，相较于 EVA 胶膜，POE 胶膜的优势十分明显； 1）水汽阻隔性能好，体积电阻率高，抗 PID性能强：POE 为非极性材料，只有碳碳键和碳氢键，没有碳氧键（极性），因此不能和水分子形成氢键，水汽阻隔性好，水汽透过率可做到 EVA 胶膜的约 1/10。水汽不易通过玻璃和背板进入组件内，降低 PID 风险。体积电阻率也是影响 PID 的因素之一。在同样电势差下，高体积电阻率带来较低漏电流，可降低电池表面的分压，从而减缓 PID 的发生。根据陶氏的研究，POE 体积电阻率更高，水汽透过率更低，在 PERC 双玻组件 96h 老化测试下(负偏压 1000 V、85℃、85%RH)功率衰减显著低于 EVA 胶膜。