雙面組件是光伏行業(yè)廣泛認可的未來發(fā)展方向。

  然而，隨著大硅片，大尺寸，更高功率 組件已經成為一種趨勢，傳統(tǒng)的雙面雙玻璃組件的過度安裝增加了許多困難；因此，許多組件企業(yè)使用2.5mm、2mm密封玻璃，降低組件重量，安裝方便。

  除了降低玻璃厚度外，一些企業(yè)還采用了透明背板的方案。

  降低玻璃厚度，玻璃透明背板，兩種解決方案的優(yōu)缺點是什么？ 基于兩種包裝方案的深入研究和長期戶外實證監(jiān)測，本文將從1)減肥效果、2)部件力學性能、3)長期運行可靠性、4)抗紫外線性能、5)耐鹽堿性能、6)易清洗性、7)發(fā)電性能七個方面對兩種產品進行技術比較。

  一、比較兩種方案的減肥效果

  對于大型硅片組件，采用不同的包裝方法，其重量差如下表所示。

  表1 ：不同包裝方法、不同尺寸組件的重量計算

  圖1：組件重量隨組件面積的變化而變化

  從上圖可以看出：

  對于158.75mm透明背板組件與雙玻璃組件的重量差為3.3~8.5kg，相當于重15%~38%！

  未來，如果組件面積增加到2.7m2 (未來產品按行業(yè)動力上升趨勢計算)，這種差異增加到6~11.7kg，增重20%~37%。

  在實際 施工過程中，大尺寸組件近2個.2m如果重量大幅增加，長度已經給人工安裝帶來了很大的困難 ，它將大大提高安裝操作的難度和成本。透明背板可控制雙面組件重量30kg確保組件安裝方便高效。

  二、組件力學性能比較

  透明背板組件和雙玻璃組件（ 2.0mm）如下圖所示。

  表2:雙面透明背板和雙面雙玻機械性能比較

  從上圖可以看出：

  1)透明背板組件具有更好的抗冰雹性能

  透明背板組件 正面是3.2mm鋼化玻璃和雙玻構件采用2.0mm與半鋼化玻璃相比，它具有更強的應力承載能力和抗沖擊性。

  對于冰雹災區(qū)，使用透明背板組件可以降低組件損壞的風險。

  2） 雙玻璃組件具有更好的抗風壓和雪荷載性能

  由于雙玻璃組件的對稱結構，前后玻璃都有助于組件的載荷。因此，在風載荷和動態(tài)載荷方面表現(xiàn)更好。

  部分極高風速超過2400Pa雙玻璃帶框組件可用于該地區(qū)。如果使用透明背板組件，應采用特殊的安裝方法或增加固定裝置。

  事實上，雪載5400Pa/風載2400Pa認證載荷已滿足大多數電站設計的要求。因此，在機械性能方面，可以說雙面透明背板和雙面雙玻璃基本持平。

  三、長期運行的可靠性比較

  1.阻水性能比較

  雙玻璃組件一直其優(yōu)異的耐水性而聞名，在近海地區(qū)、水上工程等濕度較高的環(huán)境下，雙玻構件的風險較低。

  透明背板組件采用雙面氟背板，具有優(yōu)異的耐水性POE作為包裝方案，可有效保護電池背面免受水蒸氣侵蝕。杜邦透明背板外層Tedlar薄膜具有良好的抗老化和耐腐蝕性；內層為一定厚度的氟涂層，能阻擋紫外線，保證透明背板良好的抗老化性，在極端環(huán)境下保持優(yōu)異的機械性能。POE它是一種聚合物材料，分子鏈更穩(wěn)定，分子鏈上沒有酸性基團，具有比例EVA阻水性能更好。雙面氟透明背板和POE這種搭配方案使透明背板雙面組件高達DH3000等加嚴可靠性中也有良好表現(xiàn)，衰減值在4%以內。如下圖所示。

  圖2 ：雙面透明背板組件加劇衰減

  2、衰減性能對比

  對 透明背板組件和雙玻璃組件分別進行DH2000(2000小時濕熱條件下的衰減) PID 192h （192小時PID結果如下圖所示。

  圖3 ：對比雙面透明背板和雙面雙玻璃的衰減值

  從上圖可以看出：

  在DH透明背板的衰減值略高于雙面雙玻璃；

  PID192h透明背板組件和雙玻璃 組件衰減基本持平，正背衰減在4%以內。

  可見，透明背板組件和雙玻璃組件在大多數地區(qū)都能承受30年的濕熱PID對組件的影響保持在較低的衰減水平。雙玻璃組件只有在極端濕熱條件下才有優(yōu)勢。

  四、抗紫外線性能比較

  紫外線老化透明背板組件和雙玻璃組件，如下圖所示。

  圖4 ：透明背板和2.0mm玻璃在不同波段的透光率

  圖5:透明背板組件和雙玻璃組件UV30kWh后衰減對比

  從上圖可以看出：

  1)紫外波段透明背板和玻璃的透過率有明顯差異:玻璃的透過率為40%~透明背板的透過率小于50%。

  2）由于 雙玻璃組件一般采用高透明度POE，因此，無法阻擋背面的透射UV損壞背面包裝材料和電池；

  透明背板能很好地阻擋紫外線，從而保護電池和包裝材料。

  3)在戶外實測中，雙玻構件UV衰減是透明背板的兩倍多。因此，在高紫外線地區(qū)，雙面透明背板組件的風險較低。

  五、耐鹽堿性能比較

  兩種組件的 耐鹽堿結果如下圖所示。

  圖6:玻璃和透明背板耐鹽堿結果

  從上圖可以看出：

  玻璃的主要成分是硅酸鹽，在堿性溶液中具有一定的溶解性，在堿性環(huán)境中易腐蝕形成白斑，難以清除。

  透明背板不怕鹽堿，透明背板組件在溫室、鹽堿地、農光互補工程中風險較低。

  六、耐磨性比較

  如下圖所示，

  玻璃是一種不怕風沙磨損的硬無機材料。透明背板的外層是Tedlar膜，耐受50L上述落砂可滿足沙漠地區(qū)30年以上的風沙磨損。

  七、易清洗性能比較

  1、積灰試驗

  室外運行時，表面污垢一般分為三層結構，如下圖所示。

  圖8 ：組件表面臟結構圖

  透明背板組件背板 外層透明PVF膜，為F基團具有極高的電負性，吸附表面污垢C層（主要為浮灰），具有優(yōu)異的抗污染性能，易于通過雨水清洗和簡單清洗去除，不易積累，對背面發(fā)電影響不大，可降低背面清洗成本。

  玻璃表面是親水的。在長期戶外使用中，雙玻璃組件背面會有積灰和雨水混合干燥形成的泥斑，透明背板表面無明顯污垢，如圖9所示。

  圖9 ：戶外積灰

  2、清洗試驗

  檢測透明背板和玻璃表面的易清潔性能，如下圖所示。

  圖10 透明背板表面疏水，玻璃表面親水

  從上圖可以看出：

  透明背板表面疏水Tedlar膜，水滴容易滾落帶走灰塵。

  玻璃表面親水，水滴會擴散，難以清洗。參照國家標準GB/T 9780-2005。

  僅通過水沖洗(流速0.3~0.5m/s）10s，透明背板表面的粘合劑被清洗干凈，玻璃表面仍有更多的殘留物，如下圖所示。

  圖11 ：透明背板背板和玻璃清洗實驗

  八、發(fā)電性能比較

  透明背板組件與雙玻璃組件在四個不同的實證項目中的發(fā)電比較如下圖所示。

  圖12 ：與雙面雙玻璃相比，雙面透明背板組件的發(fā)電增長率

  從上圖可以看出，透明背板組件的發(fā)電量高于雙面雙玻璃組件。

  固定水泥支架（P分析項目日輻照量和日均每瓦發(fā)電量數據，可見透明背板日均單瓦發(fā)電量在高輻照量區(qū)域較高。

  圖13:透明背板組件與雙玻璃組件日均單瓦發(fā)電量與輻照量的對比

  透明背板擬合函數的斜率也可以通過擬合看到。因此，透明背板組件和雙玻璃組件在高輻照下的發(fā)電差將增加。

  透明背板發(fā)電較高的原因是透明背板運行溫度較低。玻璃在3μm上述紅外波段不通過，透明背板可通過紅外，因此可通過紅外輻射散熱。透明背板組件在散熱機理上更加完善，因此運行溫度較低，如下圖所示。

  圖14 ：透明背板Tedlar膜在紅外波段的透過率

  九、綜合分析

  從以上分析可以看出，

  透明背板組件和雙玻璃組件各有優(yōu)缺點。

  綜合分析上述性能對比，如下圖所示。

  圖15:六個性能對比:透明背板組件和雙玻璃組件

  從上圖可以看到，雙玻組件在抗?jié)駸岷土W性能方面更優(yōu)，但是抗UV、抗鹽堿、重量和易清洗方面與透明背板組件差距較大，發(fā)電量方面也比透明背板組件雙面略微遜色。可見，透明背板組件是一款“全能”的組件，各項性能都較為優(yōu)異。

  綜合以上分析，針對兩種類型的組件，使用建議如下表：

  透明背板作為雙面組件的背面包裝方法之一，得到了光伏行業(yè)的廣泛認可。重量輕，發(fā)電性能好，低BOS透明背板雙面組件的成本受到客戶的廣泛青睞swan、tiger系列透明背板雙面組件均已突破GW級銷量。

  來源：智匯光伏