Einleitung:
Die Qualität von Solarglas, Rückseitenfolien und Einkapselungsmaterialien, die Schlüsselkomponenten der Solarmodul-Laminierung sind, beeinflusst die Zuverlässigkeit von Solarmodulen. Jede minderwertige Komponente beschleunigt die Alterung des Solarmoduls. Mangelhafte Rückseitenfolien für Solarmodule können zu reduzierter Leistung, erhöhten Wartungskosten und weiteren Kosten im Zusammenhang mit Inspektion und Laborbewertung oder Austausch führen. Daher ist es entscheidend, sicherzustellen, dass Ihre Solarmodule mit hochwertigen Rückseitenfolien ausgestattet sind, um die langfristige Nachhaltigkeit Ihrer Photovoltaikmodule zu gewährleisten.
Inhalt:
- Was sind Rückseitenfolien für Solarmodule?
- Welche Zertifizierungen sind für Rückseitenfolien von Solarmodulen erforderlich?
- Wie ist die Struktur der Rückseitenfolie für Solarmodule?
- Welche verschiedenen Arten von Rückseitenfolien für Solarmodule gibt es?
- Welche Funktionen haben Rückseitenfolien für Solarmodule?
- Welche Rückseitenfolie ist die beste für Ihre Solarmodule?
- Warum haben Rückseitenfolien für Solarmodule Probleme?
- Was sind die Markttrends für Rückseitenfolien?
Was sind Rückseitenfolien für Solarmodule?
Die Rückseitenfolie eines Solarmoduls dient als äußerste Schicht eines photovoltaischen Moduls und hat mehrere entscheidende Funktionen. Sie ist hauptsächlich dazu konzipiert, die Photovoltaikzellen und internen elektrischen Komponenten zu schützen und gleichzeitig für elektrische Isolierung zu sorgen.
Zusätzlich fungiert die Rückseitenfolie als robuste wetterfeste Barriere und schützt das Modul vor Umwelteinflüssen wie Regen, Feuchtigkeit und anderen widrigen Bedingungen.
Rückseitenfolien sind in der Regel in ganz weiß, ganz schwarz, außen weiß und innen schwarz, sowie in transparenten Farben (klare Rückseitenfolien) erhältlich. Die weiße Farbe trägt dazu bei, dass das Licht, welches in den Lücken zwischen den Zellen reflektiert wird, zurück zur Solarzelle reflektiert wird. Dies erhöht die Lichtenergieausnutzung der Solarzelle und ist förderlich für die Verbesserung des fotoelektrischen Umwandlungswirkungsgrades. Schwarze Rückseitenfolien sind bei Kunden in Europa beliebter, da sie auf Dächern besser aussehen.
Welche Zertifizierungen sind für Rückseitenfolien von Solarmodulen erforderlich?
Rückseitenfolien für Solarmodule müssen in der Regel eine TÜV-Zertifizierung durchlaufen, die von einem international anerkannten Prüf- und Zertifizierungsinstitut ausgestellt wird. Die TÜV-Zertifizierung beinhaltet hauptsächlich einen Teilentladungstest, um sicherzustellen, dass die Qualität und Leistung der Rückseitenfolie bestimmte Standards und Anforderungen erfüllt. Da die Photovoltaikbranche ständig eine höhere Stromerzeugungseffizienz anstrebt, haben einige Hochleistungs-Solarmodul-Rückseitenfolien auch eine höhere Lichtreflexion, um den fotoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad von Solarmodulen zu erhöhen.
Wie ist die Struktur der Rückseitenfolie von Solarmodulen?
Ursprünglich hatten Solarmodul-Rückseitenfolien eine dreilagige Struktur (PVDF/PET/PVDF). Die äußere PVDF-Schicht bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, die mittlere PET-Schicht sorgt für Isolation und die innere PVDF-Schicht sorgt in Kombination mit EVA für eine gute Haftung. Um Kosten zu reduzieren und Umweltaspekte zu berücksichtigen, wurden fluorfreie Rückseitenfolienstrukturen, wie die APE-Struktur, eingeführt.
Eine typische Rückseitenfolie besteht aus drei Kernschichten:
Äußere Schutzschicht (Witterungsschicht): Für eine optimale Witterungsbeständigkeit enthält das Material der äußeren Schicht normalerweise Fluor. PVF und PVDF sind bekannte Polymere mit hoher Witterungsbeständigkeit. Einige Hersteller verwenden auch THV, ETFE, ECTFE und beschichtetes PTFE.
Mittlere Schicht: Diese Schicht bietet Unterstützung und muss Temperaturschwankungen standhalten können. Sie sollte stabile mechanische Eigenschaften, hervorragende elektrische Isolierung und eine geringe Gas- und Dampfdurchlässigkeit aufweisen. Häufig wird modifiziertes PET-Material verwendet.
Laminierklebeschicht: Unmodifizierte Fluorfolien und PET haften schlecht an EVA, daher werden modifizierte Fluormaterialien oder Klebstoffe wie EVA-, PE- oder PA-Folien verwendet.
Welche verschiedenen Arten von Rückseitenfolien für Solarmodule gibt es?
Rückseitenfolien lassen sich in drei Hauptkategorien unterteilen: Bifluorpolymer, Monofluorpolymer und Non-Fluorpolymer, wobei jede Kategorie mehrere strukturelle Variationen aufweist.
1. Beidseitige Fluorfilm-Verbundrückseitenfolie
A. TPT-Rückseitenfolie (PVF/PET/PVF)
Die TPT-Rückseitenfolie wird mithilfe eines Verbundverfahrens hergestellt und ist der gängigste Typ der beidseitigen Fluorpolymer-Rückseitenfolie auf dem Markt. Sie kombiniert den PVF Fluorfilm von DuPonts Tedlar-Marke aus den USA mit einer Zwischenschicht aus PET-Basisfilm, die mit Klebstoff verbunden ist. Das innere Fluormaterial schützt das PET vor UV-Korrosion und durch spezielle Behandlung und Verkapselung des Klebstofffilms wird die Haftung verbessert. Das äußere Fluormaterial schützt die Rückseite des Solarmoduls vor Feuchtigkeit, Hitze und UV-Erosion.
B. KPK-Rückseitenfolie (PVDF/PET/PVDF)
Im Vergleich zur TPT unterscheidet sich die KPK-Rückseitenfolie dadurch, dass sie für beide Fluorschichten den PVDF-Film verwendet. Diese Rückseitenfolie ist bekannt für ihre hohe mechanische Festigkeit, hervorragende Beständigkeit gegen Bestrahlung, gute chemische Stabilität und Beständigkeit gegen Korrosion durch Säuren, Laugen, starke Oxidationsmittel und Halogene bei Raumtemperatur. Ursprünglich wurde diese Rückseitenfolie als KPK-Rückseitenfolie bezeichnet und besteht aus dem PVDF Fluorfilm der Marke Kynar von Arkema Frankreich.
C. KPF-Rückseitenfolie (PVDF/PET/Fluorhautfilm)
Die KPF-Rückseitenfolie verwendet ein Verbundverfahren und laminiert den PVDF Fluorfilm auf eine Seite des PET-Basisfilms mit Klebstoff. Auf der anderen Seite wird ein mit Titandioxid vermischtes Fluorharz gleichmäßig durch einen Gussfolienprozess auf den PET-Basisfilm aufgetragen. Nach einem Hochtemperatur-Reifeprozess bildet diese Beschichtung einen selbstklebenden Fluorhautfilm, der sich von traditionellen Fluorbeschichtungen unterscheidet, die leicht abblättern. Der Fluorhautfilm erfüllt die hohen Anforderungen ausländischer Fluorfilmprodukte, einschließlich UV- und Wasserbeständigkeit, wobei die Kosten deutlich gesenkt werden.
2. Einseitige Fluorfilm-Verbundrückseitenfolie
A. TPE-Typ Rückseitenfolie (PVF/PET/PE)
Die TPE-Rückseitenfolie (PVF/PET/PE) verwendet hauptsächlich PE (Polyolefinfilm) anstelle des inneren Fluorfilms. Aufgrund des einseitigen Fluorschutzes bietet sie nicht den gleichen Schutz wie die TPT-Struktur und ist weniger in der Lage, langfristigen UV-Alterungstests standzuhalten. Sie bietet jedoch eine kostengünstigere Alternative mit niedrigeren Kosten im Vergleich zur TPT-Struktur.
B. KPE-Typ Rückseitenfolie (PVDF/PET/PE)
Die KPE-Rückseitenfolie (PVDF/PET/PE) setzt hauptsächlich auf PE (Polyolefinfilm) als Ersatz für den inneren Fluorfilm. Mit Fluorschutz auf einer Seite ist ihre Schutzleistung nicht so robust wie bei der KPK-Rückseitenfolie, und sie könnte Schwierigkeiten haben, längeren UV-Alternungstests standzuhalten. Dennoch bietet sie eine kostengünstigere Lösung im Vergleich zur FPF-Struktur.
3. Non-Fluorpolymere:
Diese Kategorie beinhaltet zwei Schichten PT und eine Primer- oder EVA-Schicht, was sie zur kostengünstigsten Wahl macht. In der Vergangenheit war sie aufgrund des möglichen Abbaus durch langanhaltende UV-Einstrahlung oder Hydrolyse weniger bevorzugt, aber Fortschritte in der Polykühl-Chemie und Produktionstechnik haben die Entwicklung von hoch UV-beständigen Polykühl-Folien ermöglicht.
Die IBC-Solarmodule von Maysun Solar verwenden eine TPE-Rückseitenfolie, die durch ihre hohe UV-Beständigkeit, Anti-Aging-Eigenschaften, geringe Wasserdurchlässigkeit und Beschichtung mit PVF (Tedlar)-Film gekennzeichnet ist. Diese Wahl unterstreicht unser Engagement für eine 25-jährige Qualitäts- und Leistungsgarantie.
Welche Funktionen haben Rückseitenfolien für Solarmodule?
1. Widerstand gegen mechanische Belastungen:
Die Rückseitenfolie spielt eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung der strukturellen Integrität von Solarmodulen. Sie dient als Schutzschild gegen verschiedene mechanische Belastungen, die potenziell Schaden verursachen könnten. Zu diesen Belastungen gehören Kräfte wie Druck, Stöße, Vibrationen und externe Faktoren wie Wind, Schnee, fallende Gegenstände oder seismische Aktivitäten. Ohne eine zuverlässige Rückseitenfolie werden Solarzellen und elektrische Komponenten anfällig für Schäden durch diese Einflüsse.
2. Schutz vor Wassereintritt und Staub:
Eine der Hauptfunktionen der Rückseitenfolie ist es, als Barriere gegen das Eindringen von Wasser und Staub zu wirken. Wasser- und Staubpartikel können zu Korrosion und Löchern führen und eine Bedrohung für photovoltaische Zellen darstellen. Die Aufgabe der Rückseitenfolie besteht darin, vor durch Feuchtigkeit verursachten Schäden zu schützen, einschließlich Korrosion von elektrischen Verbindungen, Isolationsabbau und dem Risiko von Kurzschlüssen. Sie schützt auch vor Staubablagerungen auf der Zelloberfläche, die die Systemeffizienz verringern oder sogar zu Betriebsstörungen führen können.
3. Schutz vor ultravioletter (UV) Strahlung:
Rückseitenfolien für Solarmodule dienen als entscheidende Verteidigungslinie gegen die potenziell schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung. UV-Strahlen können Halbleitermaterialien in den Solarzellen abbauen und deren Leistung und Effizienz verringern. Die Rückseitenfolie wirkt als Schutzschild und schützt die Zellen vor UV-Strahlung. Es ist wichtig zu beachten, dass alle Rückseitenfolien im Laufe der Zeit durch UV-Einwirkung eine Farbveränderung erfahren werden. Während eine Farbveränderung nicht unbedingt auf eine defekte Rückseitenfolie hinweist, können signifikante Farbveränderungen und Anzeichen von Verschleiß eine nähere Untersuchung erfordern.
4. Management von Temperaturbelastungen:
Rückseitenfolien erfüllen auch eine entscheidende Funktion beim Management von temperaturbedingten Belastungen in photovoltaischen Modulen. Solarzellen sind thermischen Belastungen ausgesetzt, wenn sie extremer Hitze oder Kälte ausgesetzt sind, was ihre Effizienz beeinflussen kann. Rückseitenfolien wirken als Isolatoren und schützen das System vor extremen Temperaturen und mildern thermische Belastungen. Zusätzlich helfen sie, die solare Wärmeaufnahme zu regulieren, indem sie verhindern, dass hochenergetische Photonen die photovoltaischen Zellen erreichen und so eine Überhitzung vermeiden, die die Leistung beeinträchtigen kann. Wenn die Temperaturen über einen bestimmten Schwellenwert steigen, nimmt die Effizienz der Solarzelle ab, wodurch die Kontrolle der Wärmezunahme wesentlich wird. Rückseitenfolien spielen eine bedeutende Rolle bei der Reduzierung der solaren Wärmezunahme und der Verhinderung einer Überhitzung der Zelle.
5. Dielektrische Integrität:
Ein Solarmodul fungiert als isoliertes elektrisches System, das Immunität gegen externe elektrische Störungen erfordert. Die Rückseitenfolie dient als Schutzschild und verhindert die elektrische Leitfähigkeit zwischen der Solarzelle und ihrer Umgebung. Dielektrische Festigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, einem elektrischen Potential standzuhalten, ohne einen Zusammenbruch oder Verlust der Isolierung zu erleiden. Materialien mit hoher dielektrischer Festigkeit können hohen Spannungen standhalten, ohne einen dielektrischen Ausfall zu erleiden. Das Aufrechterhalten der elektrischen Integrität der Rückseitenfolie ist entscheidend, um externe Störungen der Solarzellen zu verhindern und sicherzustellen, dass das System effizient und ohne Unterbrechungen arbeitet. Die Verwendung des richtigen Typs von Rückseitenfolie zur Isolierung der Solarzellen ist essenziell, um das Risiko von Kurzschlüssen und anderen elektrischen Problemen zu minimieren.
Welche Rückseitenfolie ist die beste für Ihre Solarmodule?
Solarmodule gibt es in vielen verschiedenen Typen, die jeweils spezifische Anforderungen an die Auswahl ihrer Rückseitenfolie haben. In den meisten Fällen sind normale Rückseitenfolien ausreichend, um die Anforderungen von PERC (Passivated Emitter Rear Cell) Solarmodulen zu erfüllen. Wenn es jedoch um N-Typ- oder N-Typ-TOPCon- (Tunnel Oxide Passivated Contact) Solarmodule geht, ist ein spezialisierter Ansatz erforderlich.
Für N-Typ- und N-Typ-TOPCon-Solarmodule ist es entscheidend, sich für eine Rückseitenfolie mit einer Wasserdurchlässigkeitsrate von ≤0,15 Gramm pro Quadratmeter oder eine vollständig undurchlässige Glasrückseitenfolie zu entscheiden. Diese Auswahl sollte auch mit der entsprechenden Verwendung von POE (Polyolefin Elastomer) und EPE (Ethylene Propylene Elastomer) Folien gekoppelt sein, um den sicheren und zuverlässigen Betrieb dieser Solarmodule zu gewährleisten.
HJT (Heterojunction) Solarmodule setzen die Messlatte in Bezug auf die Anforderungen an die Wasserdurchlässigkeit noch höher. Standard-Rückseitenfolien können die strenge Forderung nach null Wasserdurchlässigkeit einfach nicht erfüllen. Folglich ist die einzige praktikable Option eine Glasrückseitenfolie. Maysun hat HJT-Solarmodule eingeführt, die ein beidseitiges Glasdesign aufweisen, um diese anspruchsvollen Kriterien zu erfüllen.
Es ist erwähnenswert, dass eine begrenzte Anzahl von N-Typ-TOPCon- und HJT-Solarmodulen sich für PAPF- (Polymer-Aluminium-Polymer-Film) Rückseitenfolien entscheidet. Diese Wahl birgt jedoch das inhärente Risiko von elektrischen Leckagen und wartet noch auf umfassende experimentelle Datenvalidierung. Daher bleibt ihre weit verbreitete Annahme begrenzt.
Warum haben Solarpanel-Rückseitenfolien Probleme?
1. Minderwertiges Kernmaterial:
Einer der Hauptgründe für das Versagen von Rückseitenfolien ist die Verwendung von kostengünstigen Materialien, insbesondere von PET mit geringer Stabilität, in der Kernschicht. Obwohl PET-Polymere eine ordentliche elektrische Isolation bieten, sind sie sehr anfällig für Feuchtigkeit und Sonnenlicht, was sie für den Außeneinsatz ungeeignet macht.
2. Kosteneinsparungsmaßnahmen:
Getrieben von Kostengesichtspunkten haben Hersteller die Dicke der äußeren Schutzschicht schrittweise reduziert, während der PET-Kern weiterhin für Feuchtigkeit anfällig bleibt. Der Markt ist überschwemmt mit Rückseitenfolien, deren äußere Schichten aus Fluorpolymer weniger als 20 Mikron dick sind, eine erhebliche Reduzierung gegenüber den bisherigen 40+ Mikron. In einigen Fällen kann die äußere "schützende" Schicht sogar nur 10 Mikron dünn sein, was die Rückseitenfolie stark anfällig für beschleunigte Beschädigungen macht.
3. Kostengesteuerte Produktionsmethoden:
Bestimmte Lücken im Zertifizierungsprozess ermöglichen es den Herstellern, bei ihren Produktionsmethoden Abstriche zu machen. Dazu gehört die Beschaffung von Komponenten der Stückliste bei verschiedenen Lieferanten und die Verwendung einer Reihe von Klebstoffen, die möglicherweise nicht den neuesten Zertifizierungsstandards entsprechen. Vorhersehbar kann diese Praxis zu Fehlern in der Rückseitenfolie führen, was es schwierig macht, die genaue Ursache für jeden Ausfall zu ermitteln.
Was sind die Markttrends für Rückseitenfolien?
1. Nach Produkt:
Im Jahr 2016 sicherte sich TPT einen Marktanteil von über 12% im Solarmarkt. In der aktuellen industriellen Landschaft bietet diese Technologie eine wirtschaftlich tragfähige Alternative zu TPT-Konfigurationen. Diese Produkte haben dank der Verfügbarkeit von kosteneffizienten und effektiven zusätzlichen Rückseitenfolientechnologien erheblichen Zulauf erhalten. Rasche technologische Fortschritte mit dem Ziel, die betriebliche Flexibilität und Effizienz zu erhöhen, werden voraussichtlich die Nachfrage nach diesen Produkten ankurbeln.
2. Nach Dicke:
Rückseitenfolien mit einer Dicke von weniger als 100 Mikron stehen vor einem robusten Wachstum, bedingt durch reduzierte Produktkosten und ihren umfangreichen Einsatz in kleinen und großen Solaranwendungen. Die umsetzungsbasierte Implementierung und die fortlaufende Übernahme der Photovoltaiktechnologie zur Etablierung nachhaltiger Energieportfolios in verschiedenen Sektoren werden den Solarmodul-Rückseitenfolienmarkt für Dicken über 500 Mikron erweitern.
3. Nach Material:
Fluorpolymere tragen zu über 50% des weltweiten Solarmodul-Rückseitenfolienmarktes bei, hauptsächlich aufgrund ihrer frühen Einführung und verlängerten Lebensdauer. Diese Produkte bieten überlegene Effizienz und Isoliereigenschaften im Vergleich zu nicht fluoridierten Alternativen. In den letzten Jahren gab es jedoch eine Verschiebung hin zu saubereren zusätzlichen Rückseitenfolientechnologien, da Verbraucher fluorfreie Optionen bevorzugen.
4. Nach Technologie:
Es wird erwartet, dass der Markt für kristalline Solarmodul-Rückseitenfolien bis 2024 um mehr als 4% wachsen wird. Die zunehmende Verbreitung von kristallinen Zellen und deren weit verbreiteter Einsatz hat die Nachfrage nach Stütz- und Isoliermaterialien erhöht. Verbesserungen in der Produktionseffizienz und die Entwicklung kompakter Modulstrukturen werden die Einführung fortschrittlicher Rückseitenfolientechnologien in kristallinen Photovoltaikmodulen anregen.
Maysun Solar bietet eine breite Auswahl an Solarmodulen, einschließlich geschindelter, halbgeschnittener, schwarzer Rahmen, vollschwarzer Rahmen und silberner Rahmen. Diese Solarmodule sind mit hochwertigen Solarrückseitenfolien ausgestattet, um Ihre Solarmodule vor äußeren Einflüssen zu schützen. Maysun Solar verfügt über globale Büros und Lagerhäuser und hat starke Kooperationsbeziehungen zu bekannten Installateuren aufgebaut. Unser Solarmodul-Installationsprozess ist einfach und unkompliziert, was eine kontinuierliche saubere Energieproduktion und Wartung gewährleistet. Wenn Sie Fragen zum Thema Photovoltaik haben oder die neuesten Modulpreise erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte.
Referenz:
Saurenergy (2018b) BACKSHEETS selecting the right materials for solar modules & EVA.
Solaradvisor (2021) ‘Solar Panel Backsheets: [All To Know About] | Solartechadvisor,’ Solartechadvisor, 28 November.
manager@vishakharenewables (2023) How does backsheet quality impact modern solar PV modules?
Spw (2020) How backsheet quality impacts modern solar PV modules.
What is a solar cell backsheet? What is the function of a module backsheet?_Mibet New Energy (no date). https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2308172.html.
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