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太陽能光伏電池的材料
太陽能光伏電池的材料
更新时间:2025-04-03 12:24:52

2020年5月,亞馬遜公司宣布在中國、澳大利亞和美國打造五個新的太陽能項目,其中中國的太陽能項目位于山東,預計每年能提供128,000百萬瓦特時清潔能源。

為了應對氣候變化,新能源已被越來越多的國家和人員認同。

太陽能光伏的構成

太陽能發電,是利用太陽光的輻照能量通過光伏特性轉換成直流電的發電方式。通過滿足一定照度條件的光照度,輸出電壓産生電流,被稱為太陽能光伏。

太陽能光伏主要應用在光伏電站、汽車配套、石油海洋設備供電、燈具電源、通訊/通信領域、交通領域、大型建築物用燈供電等。

除此之外,太陽能光伏技術向還向民生領域廣泛拓展。位于青藏高原的龍羊峽大壩太陽能公園,是世界上最大的太陽能發電場之一,面積超過10平方英裡。公園有400萬個太陽能電池闆,總裝機容量為850MWp,可以為150000 - 200000戶家庭供電。2018年的浙江十方面民生實事中,其中有新增屋頂光伏裝機100萬千瓦。2021年08月,廣東省宣布電力投資22.5億元,建設500MW整區屋頂分布式光伏發電項目。

太陽能光伏電池的材料(太陽能光伏電池中的PVDF)1

龍羊峽大壩太陽能公園 來源:搜狐

光伏主要分為矽料、矽片、電池片、組件四個環節。光伏背闆處于光伏組件背面的最外層,對電池片起保護和支撐作用。

光伏背闆由外至内分别為:氟膜(外保護層)、膠黏劑、PET 膜、膠黏劑、氟膜(内保護層)。氟膜決定了背闆的使用壽命,含氟太陽電池背闆大約占據市場80%份額,PVDF 是市場規模最大的光伏背膜材料。

由于戶外環境的複雜多樣性,光伏電站長期暴露在風沙、紫外線、高溫、水汽中,除紫外線輻照、高低溫、風沙侵蝕之外,還面臨各地污染氣體的腐蝕如高污染工業地區的酸性氣體、堿性氣體等。為保證電池片在野外惡劣環境下能正常工作,背闆材料需要具備需具備耐候、絕緣和保護作用,以滿足組件 25 年的使用壽命。

PVDF在光伏背闆中的應用

PVDF,學名聚偏氟乙烯,由偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物。

氟元素由于具有電負性最大、原子半徑小,形成的C-F鍵鍵能大,對電子的吸引力強,能夠較好地保護内層不被破壞。應用在光伏背闆上,比一般材料更耐日光長期暴曬。

每種氟材料對抗風沙、高溫、水汽、紫外輻照的能力不一而足,其中,PVDF擁有高的含氟量,具有更好的紫外輻照能力和耐化學性能。

可燃性UL94等級是應用最廣泛的塑料材料可燃性能标準。它根據燃燒速度、燃燒時間、抗滴能力以及滴珠是否燃燒,用來評價材料在被點燃後熄滅的能力。PVDF的阻燃性可達VTM-0級,是高分子材料中的最高等級,在阻燃安全性方面是首選材料。

PVDF薄膜表面緻密性更好,化學試劑中更難浸潤到薄膜之中。良好的緻密性及由此帶來的更優異的抗風沙性,能保護背闆的中間層安全、可靠、長久發揮作用,不會因環境的複雜變化而失去其功能。

從2010年PVDF薄膜國産化以來,PVDF薄膜材料得到了迅速發展和廣泛認可。

在全球節能減排的背景下,太陽能光伏作為發展速度最快、潛力最大的新能源獲得了多方面的支持,國家能源局提出了到 2030 年實現風電光伏裝 12 億千瓦以上的目标。

據統計,至 2021 年 5 月底,我國太陽能發電裝機容量 263.58GW,同比增長24.7%。預測2021-2025 年我國光伏新增裝機量有望達 355-440GW,光伏裝機量增長有望大幅帶動 PVDF 需求增長

能源轉型成了新風口,以光伏、電伏為代表的新能源産業迎來機遇期,PVDF膜的應用會更為廣泛。

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