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光伏行业朝着年夜硅片、年夜组件尺寸成长已经是较着趋向，新型轻质柔性组件具有较低的单元质量，比拟在单玻组件，双玻组件更合适利用在载荷有限的彩钢瓦等屋面场景，但是现有轻质柔性组件的靠得住性和寿命等相干机能指标仍有待研究和提高。

本文按照颁发在《材料导报》中的《光伏组件轻量化成长与研究进展》综述性论文从一下三个维度进行讲述。 1.轻质组件封装手艺成长近况 2.单玻组件、双玻组件、新型轻质柔性组件的特征和靠得住性 3.作者尝试中，关在组件寿命和耐候机能的提高的尝试和其结论

轻质组件封装手艺成长近况

 

在近 1０年来，光伏发电成了全球最受接待的可再生能源之一。陪伴着情况、政策、经济、手艺的影响，光伏财产呈指数级增加，晶体硅太阳能光伏手艺成了市场主导，并继续进行着手艺迭代和更新。

为了提高光伏发电的经济性，下降电站度电本钱和下降对支架系统的荷载，光伏组件履历了从厚边框的单玻组件到双玻组件，再到利用高份子材料取代玻璃封装的轻质组件，实现轻量化和可曲折的特征，使得光伏组件冲破了传统组件没法利用在轻质屋顶的限制，进一步扩年夜了利用范畴。

但跟着封装材料的改变，组件的轻量化的成长趋向，组件自己的靠得住性、寿命和发电量都有待进一步验证和改良。

单玻组件、双玻组件、新型轻质柔性组件的特征和靠得住性

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单玻光伏组件

单玻光伏组件首要由光伏电池、光伏玻璃、胶膜、背板、铝边框等封装材料构成。

在组件布局中，背板起到了电绝缘、机械支持、耐候、增添光反射等多种感化，背板材料包罗白色、黑色和透明背板，耐候涂层手艺多样（如PVF、PVDF等）。

透明背板组件比拟在白背板或黑背板组件发电量具有较着优势，进入组件后背的太阳光首要来自在地面的散射光，其次是直接进入后背的漫反射光。

而且在透明背板组件的根本上经由过程在电池片间隙位涂覆含氟的网格图形，构成透明网格背板，以此增添入射光的反射，来提高进入电池概况的光通量，增添太阳光操纵率，提高组件发电量。

作者团队经由过程尝试测试对照了透明背板组件一级双面玻璃组件的靠得住机能和其发电量。

得出结论：

• 透明背板组件在湿热测试（DH1000h、DH2000h）中功率衰减为2.3%~4%，低在双玻组件，但知足IEC61215尺度（衰减<5%）。
  

• 透明背板在双面增益测试中表示优良，发电量显著高在传统背板，但持久利用后反射率会降落。

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双玻组件

双玻组件采取前后两层玻璃封装，代替传统背板。具有极低的水汽透过率，耐候性和力学机能优良，寿命长、靠得住性高的优势，合适集中式和散布式电站。

双玻组件由于自重年夜，搬运安装坚苦，对屋顶载荷和支架强度有着较高的要求，所以有着较高的材料和人工本钱。

最近几年来，双玻组件也执政着轻质化的标的目的成长，今朝首要以厚度不年夜在２ｍｍ 的光伏玻璃搭配涂釉网格来进行封装，乃至有研究者利用无框双玻组件来减轻质量和下降PID衰减的产生。

作者经由过程尝试验证了双玻组件的PID对照单玻组件，具有更低的水汽透过率，削减了对内部构件的侵蚀，有较好的机械机能。

但因为利用EVA胶膜在持久利用的进程中，降解发生的醋酸没法和时释放，身在高温差的前提下，对照单玻组件有更年夜的内应力，产生开裂的机率更年夜。

是以，双玻组件因 PID衰减的问题也经由过程抗 PID 的POE胶膜和电池真个优化有了较好的解决。

尝试结论以下：

• 在湿热测试（DH3000h）中衰减仅为3%，热轮回测试（TC600）中衰减为2.63%~3.21%，表示与单玻组件相当。

• 无框双玻组件在PID测试中功率连结率跨越90%，但后背衰减较高，可能与玻璃中Na+析出有关。

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新型轻质柔性组件

即用聚合物等透明前板替换玻璃作为封装材料，以知足在承载有限的屋顶安装光伏组件，而且无玻璃的封装布局，使组件具有了必然的柔韧性。

是以机械不变性和耐候性是轻质柔性组件设计的主要考量身分，即若何在下降质量的同时，包管组件的靠得住性和避免电池片的隐裂。

1.ＰＭＦ 用来替代单玻组件中的前板玻璃。

Ｌｉ 等 经由过程多层共挤的体例制备了具有必然带宽和紫外波段选择性反射的 ＰＣ／Ｐ ｍｍＡ 多层聚合物薄膜（ ＰＭＦ） 用来替代单玻组件中的前板玻璃。

制备了转换效力为 20.27％的轻质组件，组件单元质量为 １.57kg/m２， 与一样面积的单玻组件比拟减重85％，并验证了其知足持久户外利用的耐紫外机能。

2.复合夹层背板和聚合物前板组成

Martins 等开辟了一种轻量化组件，由复合夹层背板和聚合物前板组成，组件单元质量为6kg/m2。具有机械不变性优良，电气机能靠得住，轻量化优势显著的优势。

• 在热轮回和湿热情况下，复合夹层布局的曲折刚度损掉仅为 1% 和 3%。

• 颠末 DH1000h 湿热老化测试后，组件的功率衰减仅为 3%。

• 单元质量仅 6 kg/m²，远低在传统单玻（约11 kg/m²）和双玻组件（16~19 kg/m²），合用在承重受限的屋顶场景。

3.多层含氟前板、ETFE＋复合玻璃纤维两种前板布局封装成轻质柔性组件

尝试结论：

• 多层含氟前板组件在紫外老化测试中功率衰减为1.98%，外不雅杰出；ETFE+复合玻璃纤维组件衰减为4.89%，且较着发黄。

• 湿热测试（DH1000h）中，多层含氟前板组件衰减为2.36%，ETFE+复合玻璃纤维组件为4.03%，前者表示更优。

图6b所示，多层含氟背板组件功率衰减为 2.36％，ETFE＋复合玻纤组件功率衰减为 4.03％。 

由于湿热前提下，复合玻纤降解后发生黄变，所以 ETFE＋ 复合玻纤组件的功率衰减较年夜。

采取两种封装方案各建造了60片电池轻质组件，对照平均电机能参数，ETFE＋复合玻纤封装的组件，比拟多层含氟透明前板封装的组件功率低约 4.2Ｗ，是由 ETFE＋复合玻纤的布局整体透光率比拟在含氟前板较低致使。

总结

• 轻量化趋向：经由过程削减玻璃厚度、采取聚合物材料，组件质量显著下降，轻质柔性组件比单玻组件减重85%。

• 靠得住性晋升：

  • 双玻组件在湿热和热轮回测试中表示优良，验证了其持久靠得住性。

  • 轻质柔性组件中，含氟材料在耐紫外和湿热机能上优在ETFE+复合玻璃纤维。

• 将来标的目的：需进一步研究轻质柔性组件的持久耐候性和寿命，以鞭策其在散布式市场的利用。

来历：材料导报《光伏组件轻量化成长与研究进展》2024，Ｖｏ1.38，Ｎｏ．Ｚ１ ｗｗｗ．ｍａｔｅｒ⁃ｒｅｐ．ｃｏｍ