Einführung:
Die Qualität des Solarglases, der Rückseitenfolien und der Verkapselungsmaterialien, die alle wesentliche Elemente im Prozess der Solarzellenlaminierung darstellen, hat einen erheblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit von Solarmodulen. Minderwertige Komponenten können die Alterung des Solarmoduls beschleunigen. Minderwertige Rückseitenfolien von Solarmodulen können die Leistung beeinträchtigen, den Wartungsaufwand erhöhen und zusätzliche Kosten für Inspektionen, Laboruntersuchungen oder sogar den Austausch verursachen. Daher ist es unerlässlich, der Verwendung hochwertiger Rückseitenfolien für Ihre Solarmodule Priorität einzuräumen, um die Nachhaltigkeit Ihrer Photovoltaikmodule langfristig zu gewährleisten.
Inhalt:
Was sind Rückseitenfolien für Solarmodule?
Welche Zertifizierungen sind für Rückseitenfolien von Solarmodulen erforderlich?
Wie ist die Solarmodul-Rückwandfolie aufgebaut?
Welche verschiedenen Arten von Rückseitenfolien für Solarmodule gibt es?
Welche Funktionen haben Rückseitenfolien für Solarmodule?
Welche Rückwandfolie ist die beste für Ihre Solarmodule?
Warum gibt es Probleme mit der Solarmodul-Rückwandfolie?
Was sind die Markttrends für Rückseitenfolien?
Was sind Solarmodul-Rückseitenfolien?
Die Solarmodul-Rückwandfolie spielt als äußerste Schicht eines Photovoltaikmoduls eine zentrale Rolle und erfüllt mehrere wichtige Funktionen. Ihr Hauptzweck besteht darin, die Photovoltaikzellen und die internen elektrischen Komponenten zu schützen und gleichzeitig elektrische Isolierung zu bieten.
Darüber hinaus fungiert die Rückwandfolie als robuster, witterungsbeständiger Schutzschild, der das Modul gegen Umwelteinflüsse wie Regen, Feuchtigkeit und andere widrige Bedingungen abschirmt.
Rückseitenfolien sind in der Regel in einer Reihe von Farben erhältlich, z. B. ganz weiß, ganz schwarz, außen weiß und innen schwarz sowie in transparenten Varianten (klare Rückseitenfolien). Die weiße Rückseitenfolie soll die Lichtreflexion in der Lücke zwischen den Zellen zur Vorderseite hin optimieren, wo ein Teil des Lichts zurück zur Solarzelle reflektiert wird. Dadurch wird die Nutzung der Lichtenergie durch die Solarzelle verbessert, was letztlich zu einer höheren photovoltaischen Umwandlungseffizienz beiträgt. Umgekehrt sind schwarze Rückseitenfolien bei Kunden in Europa wegen ihres ästhetischen Aussehens auf Dächern sehr beliebt.
Welche Zertifizierungen sind für Solarmodul-Rückseitenfolien erforderlich?
Solarmodul-Rückwände benötigen in der Regel eine TÜV-Zertifizierung, eine weltweit anerkannte Prüf- und Zertifizierungsstelle. Die TÜV-Zertifizierung umfasst in erster Linie Teilentladungstests, um zu überprüfen, ob die Qualität und Leistung der Rückwandfolie den genauen Normen und Spezifikationen entspricht. Rückseitenfolien für Solarmodule müssen in der Regel eine TUV-Zertifizierung durchlaufen, eine international anerkannte Prüf- und Zertifizierungsstelle. Die TÜV-Zertifizierung umfasst in erster Linie Teilentladungstests, um sicherzustellen, dass die Qualität und Leistung der Rückwandfolie bestimmte Standards und Anforderungen erfüllt. Da die Photovoltaik-Industrie kontinuierlich nach einer höheren Effizienz bei der Stromerzeugung strebt, verfügen einige Hochleistungs-Solarrückwände auch über eine erhöhte Lichtreflexion, um die photovoltaische Umwandlungseffizienz von Solarmodulen zu verbessern.
Wie ist die Rückseitenfolie für Solarmodule aufgebaut?
Ursprünglich hatten die Solarrückwände eine dreischichtige Struktur (PVDF/PET/PVDF). Die äußere PVDF-Schicht bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegen Umwelteinflüsse, die mittlere PET-Schicht dient der Isolierung, und die innere PVDF-Schicht sorgt in Kombination mit EVA für eine gute Haftung. Um die Kosten zu senken und Umweltaspekte zu berücksichtigen, wurden fluorfreie Rückseitenfolienstrukturen, wie die APE-Struktur, eingeführt.
Eine typische Rückseitenfolie besteht aus drei Kernschichten:
Äußere Schutzschicht (Weathering Layer): Um eine optimale Witterungsbeständigkeit zu erreichen, enthält das Material der Außenschicht in der Regel Fluor. PVF und PVDF sind bekannte Polymere mit hoher Witterungsbeständigkeit. Einige Hersteller verwenden auch THV, ETFE, ECTFE und beschichtetes PTFE.
Mittlere Schicht: Diese Schicht dient als Träger und muss Temperaturschwankungen standhalten. Sie sollte stabile mechanische Eigenschaften, eine ausgezeichnete elektrische Isolierung und eine geringe Gas- und Dampfdurchlässigkeit aufweisen. In der Regel wird modifiziertes PET-Material verwendet.
Laminier-Klebeschicht: Unmodifizierte Fluorfolien und PET haften schlecht auf EVA, daher werden modifizierte Fluormaterialien oder Klebstoffe wie EVA-, PE- oder PA-Folien verwendet.
Was sind die verschiedenen Arten von Rückseitenfolien für Solarmodule?
Rückseitenfolien lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen: Bifluorpolymere, Monofluorpolymere und Nicht-Fluorpolymere, wobei es innerhalb jeder Kategorie mehrere Strukturvarianten gibt.
1. Doppelseitige Fluorfolien-Verbundrückseitenfolie
A. TPT-Rückseitenfolie (PVF/PET/PVF)
Die TPT-Rückseitenfolie, die in einem Verbundverfahren hergestellt wird, ist die häufigste Art der doppelseitigen Fluorpolymer-Rückseitenfolie auf dem Markt. Sie kombiniert die PVF-Fluorfolie der Marke Tedlar von DuPont aus den Vereinigten Staaten mit einer Zwischenschicht aus PET-Basisfolie, die mit Klebstoff miteinander verbunden ist. Das innere fluorhaltige Material schützt das PET vor UV-Korrosion und verbessert durch eine spezielle Behandlung und Verkapselung der Klebefolie die Verklebung. Das äußere fluorhaltige Material schützt die Rückseite des Solarmoduls vor Feuchtigkeit, Hitze und UV-Erosion.
B.KPK-Rückwandfolie (PVDF/PET/PVDF)
Im Vergleich zu TPT unterscheidet sich die KPK-Rückwandfolie dadurch, dass sie sowohl für die innere als auch für die äußere Fluorschicht PVDF-Folie verwendet. Dieser Folientyp ist bekannt für seine hohe mechanische Festigkeit, hervorragende Strahlungsbeständigkeit, gute chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren, Laugen, starken Oxidationsmitteln und Halogenen bei Raumtemperatur. Ursprünglich wurde diese Rückseitenfolie als KPK-Rückseitenfolie bezeichnet, die aus der PVDF-Fluorfolie der Marke Kynar von Arkema France hergestellt wurde.
C.KPF-Rückseitenfolie (PVDF/PET/Fluor-Hautfolie)
Bei der KPF-Rückseitenfolie wird ein Verbundverfahren angewandt, bei dem eine PVDF-Fluorfolie mit Klebstoff auf eine Seite der PET-Basisfolie laminiert wird. Auf der anderen Seite wird ein mit Titandioxid vermischtes Fluorharz in einem Gießverfahren gleichmäßig auf die PET-Basisfolie aufgetragen. Nach einem Hochtemperatur-Reifungsprozess bildet diese Beschichtung eine selbstklebende Fluorhautfolie, die sich von herkömmlichen Fluorbeschichtungen unterscheidet, die dazu neigen, sich leicht abzulösen. Der Fluor-Hautfilm erfüllt die Hochleistungsanforderungen ausländischer Fluor-Filmprodukte, einschließlich UV-Beständigkeit und Wasserbeständigkeit, und senkt gleichzeitig die Kosten, während der Preis erheblich reduziert wird.
2.Einseitige Fluorfolien-Verbundrückseitenfolie
A.TPE-Rückseitenfolie (PVF/PET/PE)
Bei der TPE-Rückseitenfolie (PVF/PET/PE) wird in erster Linie PE (Polyolefinfolie) anstelle der inneren Fluorfolie verwendet. Aufgrund des einseitigen Fluorschutzes bietet sie nicht das gleiche Schutzniveau wie die TPT-Struktur und ist daher weniger geeignet, um Langzeit-UV-Alterungstests standzuhalten. Sie stellt jedoch eine kostengünstige Alternative mit geringeren Kosten im Vergleich zur TPT-Struktur dar.
B.KPE-Rückwandfolie (PVDF/PET/PE)
Die KPE-Rückwandfolie (PVDF/PET/PE) basiert weitgehend auf PE (Polyolefinfolie) als Ersatz für die innere Fluorfolie. Mit dem Fluorschutz auf einer Seite ist ihre Schutzleistung nicht so robust wie die der KPK-Rückwandfolie, und sie hat möglicherweise Schwierigkeiten, längeren UV-Alterungstests standzuhalten. Dennoch stellt sie im Vergleich zur FPF-Struktur eine kostengünstigere Lösung dar.
3. Nicht fluorierte Polymere:
Diese Kategorie besteht aus zwei Schichten PT und einer Grundierung oder EVA-Schicht und ist damit die kostengünstigste Wahl. Während sie in der Vergangenheit aufgrund der möglichen Degradation durch längere UV-Belastung oder Hydrolyse weniger beliebt waren, haben Fortschritte in der Polycool-Chemie und Produktionstechnik die Entwicklung von hoch UV-beständigen Polycool-Folien erleichtert.
Die IBC-Solarmodule von Maysun Solar verwenden eine TPE-Rückseitenfolie, die sich durch hohe UV-Beständigkeit, Anti-Aging-Eigenschaften und geringe Wasserdurchlässigkeit auszeichnet und mit PVF (Tedlar)-Folie beschichtet ist. Diese Wahl unterstreicht unsere Verpflichtung zu einer 25-jährigen Qualitätsgarantie.
Welche Funktionen haben Rückseitenfolien für Solarmodule?
1. Mechanische Widerstandsfähigkeit:
Die Rückwand spielt eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung der strukturellen Integrität von Solarmodulen. Sie dient als Schutzschild gegen verschiedene mechanische Beanspruchungen, die potenziell Schaden anrichten könnten. Diese Belastungen umfassen Kräfte wie Druck, Stöße, Vibrationen und externe Faktoren wie Wind, Schnee, herabfallende Gegenstände oder seismische Aktivitäten. Ohne eine zuverlässige Rückwand sind Solarzellen und elektrische Komponenten anfällig für Schäden aus diesen Quellen.
2. Schutz vor dem Eindringen von Wasser und Staub:
Eine der wichtigsten Funktionen der Rückseitenfolie ist der Schutz vor dem Eindringen von Wasser und Staub. Wasser- und Staubpartikel können zu Korrosion und Lochfraß führen und eine Gefahr für die Photovoltaikzellen darstellen. Die Rückseitenfolie schützt vor feuchtigkeitsbedingten Schäden, einschließlich Korrosion der elektrischen Anschlüsse, Verschlechterung der Isolierung und Kurzschlussgefahr. Sie schützt auch vor Staubansammlungen auf der Zellenoberfläche, die die Effizienz des Systems verringern oder sogar zu Betriebsstörungen führen können.
3. Schutz vor ultravioletter (UV) Strahlung:
Rückseitenfolien für Solarmodule dienen als entscheidender Schutz vor den potenziell schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung. UV-Strahlen können dazu führen, dass die Halbleitermaterialien in den Solarzellen beschädigt werden, was deren Leistung und Effizienz beeinträchtigt. Die Rückseitenfolie wirkt wie ein Schutzschild, das die Zellen vor UV-Strahlung schützt. Es ist wichtig zu wissen, dass alle Rückseitenfolien im Laufe der Zeit durch die UV-Strahlung eine Farbveränderung erfahren. Während eine Farbveränderung nicht unbedingt ein Zeichen für eine defekte Rückwandfolie ist, können signifikante Farbveränderungen und Anzeichen einer Verschlechterung eine weitere Inspektion rechtfertigen."
4. Management der Temperaturbelastung:
Rückseitenfolien spielen auch eine entscheidende Rolle beim effektiven Management von temperaturbedingtem Stress in Photovoltaikmodulen. Solarzellen sind anfällig für thermischen Stress, wenn sie extremen Temperaturen ausgesetzt sind, was sich nachteilig auf ihre Gesamteffizienz auswirken kann. Rückseitenfolien dienen als Isolierschichten, die vor Temperaturextremen schützen und den thermischen Stress abmildern. Darüber hinaus tragen sie zur Regulierung der solaren Wärmeabsorption bei, indem sie verhindern, dass energiereiche Photonen die Photovoltaikzellen erreichen, und beugen so einer Überhitzung vor, die die Leistung beeinträchtigen kann. Wenn die Temperaturen einen bestimmten Schwellenwert überschreiten, sinkt der Wirkungsgrad der Solarzellen tendenziell, was die Bedeutung des Wärmemanagements unterstreicht. Rückseitenfolien sind von zentraler Bedeutung für die Verringerung des solaren Wärmeeintrags und die Vermeidung einer Überhitzung der Zellen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
5. Dielektrische Integrität:
Ein Solarmodul funktioniert als autonomes elektrisches System, das gegen externe elektrische Störungen geschützt werden muss. Die Rückseitenfolie dient als Schutzbarriere, die die elektrische Leitfähigkeit zwischen der Solarzelle und ihrer Umgebung verhindert. Die Durchschlagfestigkeit gibt die Fähigkeit eines Materials an, einer elektrischen Spannung standzuhalten, ohne dass es zu einem Ausfall oder Verlust der Isolierung kommt. Materialien mit einer hohen Durchschlagsfestigkeit können hohen Spannungen standhalten, ohne dass es zu einem dielektrischen Versagen kommt. Die Erhaltung der elektrischen Integrität der Rückseitenfolie ist für die Abschirmung der Solarzellen vor externen Störungen und damit für den reibungslosen und ununterbrochenen Betrieb des Systems von entscheidender Bedeutung. Die Verwendung einer geeigneten Rückseitenfolie zur Isolierung der Solarzellen ist entscheidend für die Minimierung des Risikos von Kurzschlüssen und anderen elektrischen Komplikationen.
Welche Rückwandfolie ist die beste für Ihre Solarmodule?
Es gibt eine Vielzahl von Solarmodultypen, die jeweils spezifische Anforderungen an die Auswahl der Rückseitenfolie haben. In den meisten Fällen sind normale Rückseitenfolien ausreichend, um die Anforderungen von PERC-Solarmodulen (Passivated Emitter Rear Cell) zu erfüllen. Wenn es sich jedoch um N-Typ oder N-Typ TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) Solarmodule handelt, ist ein speziellerer Ansatz erforderlich.
Für N-Typ- und N-Typ-TOPCon-Solarmodule ist es von entscheidender Bedeutung, sich für eine Rückseitenfolie mit einer Wasserdurchlässigkeit von ≤ 0,15 Gramm pro Quadratmeter oder eine vollständig undurchlässige Glasrückseitenfolie zu entscheiden. Diese Auswahl sollte auch mit der angemessenen Verwendung von POE- (Polyolefin-Elastomer) und EPE-Folien (Ethylen-Propylen-Elastomer) gekoppelt werden, um den sicheren und zuverlässigen Betrieb dieser Solarmodule zu gewährleisten.
HJT-Solarmodule (Heterojunction) legen die Messlatte in Bezug auf die Anforderungen an die Wasserdurchlässigkeit noch höher. Standard-Rückseitenfolien können die strengen Anforderungen an eine Wasserdurchlässigkeit von Null nicht erfüllen. Die einzige praktikable Option ist daher die Verwendung einer Glasrückwand. Maysun hat HJT-Solarmodule mit doppelseitigem Glas entwickelt, 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 entscheiden. Diese Entscheidung birgt jedoch das Risiko von elektrischen Lecks und muss noch durch umfassende experimentelle Daten validiert werden. Infolgedessen ist die breite Anwendung dieser Technologie noch begrenzt.
Warum hat die Solarmodul-Rückwandfolie Probleme?
1. Minderwertiges Kernmaterial:
Einer der Hauptgründe für das Versagen von Rückseitenfolien ist die Verwendung von billigen Materialien, insbesondere von PET mit geringer Stabilität, in der Kernschicht. PET-Polymere bieten zwar eine gute elektrische Isolierung, sind aber sehr anfällig für Feuchtigkeit und Sonnenlicht und daher für Außenanwendungen ungeeignet.
2. Kostensenkende Maßnahmen:
Aus Kostengründen haben die Hersteller die Dicke der äußeren Schutzschicht immer weiter reduziert, während der PET-Kern weiterhin feuchtigkeitsempfindlich ist. Der Markt ist überschwemmt mit Rückseitenfolien aus Fluorpolymer, die weniger als 20 Mikrometer dick sind, was eine erhebliche Reduzierung gegenüber den früheren 40+ Mikrometer darstellt. In einigen Fällen kann die äußere "Schutz"-Schicht sogar nur 10 Mikrometer dünn sein, was die Rückseitenfolie sehr anfällig für beschleunigte Schäden macht.
3. Kostengetriebene Produktionspraktiken:
Bestimmte Unzulänglichkeiten im Zertifizierungsprozess ermöglichen es den Herstellern, bei ihren Produktionstechniken Abkürzungen zu nehmen. Dies umfasst die Beschaffung von Stücklistenkomponenten von mehreren Lieferanten und die Verwendung verschiedener Klebstoffe, die möglicherweise nicht den neuesten Zertifizierungsstandards entsprechen. Infolgedessen kann diese Praxis zu Backsheet-Ausfällen führen, was die Bestimmung der genauen Ursache für jeden einzelnen Ausfall erschwert.
Welche Markttrends gibt es bei Rückseitenfolien?
1. Nach Produkten:
Im Jahr 2016 konnte TPT mit einem Marktanteil von über 12 % in der Solarbranche eine beachtliche Marktpräsenz aufbauen. Im heutigen industriellen Kontext stellt diese Technologie einen wirtschaftlich machbaren Ersatz für TPT-Konfigurationen dar. Die weite Verbreitung dieser Produkte ist darauf zurückzuführen, dass kostengünstige und leistungsstarke Technologien für die Rückseitenfolie zur Verfügung stehen. Es wird erwartet, dass rasche technologische Fortschritte, die sich auf die Steigerung der betrieblichen Vielseitigkeit und Gesamteffizienz konzentrieren, die Produktnachfrage steigern werden.
2. Nach Dicke:
Rückseitenfolien mit einer Dicke von weniger als 100 Mikrometern werden aufgrund der geringeren Produktkosten und ihres umfassenden Einsatzes in kleinen und großen Solaranwendungen ein starkes Wachstum verzeichnen. Die versorgungsorientierte Umsetzung und die laufende Einführung der Photovoltaik-Technologie zur Schaffung nachhaltiger Energieportfolios in verschiedenen Sektoren werden den Markt für Solarpanel-Rückseitenfolien mit einer Dicke von mehr als 500 Mikrometern erweitern.
3. Nach Material:
Fluorpolymere dominieren derzeit den globalen Markt für Rückseitenfolien für Solarmodule mit einem Anteil von mehr als 50 %. Dies ist in erster Linie auf ihre frühe Einführung und lange Lebensdauer zurückzuführen. Diese Materialien bieten im Vergleich zu nicht fluorierten Alternativen außergewöhnliche Effizienz- und Isolationseigenschaften. Dennoch ist in den letzten Jahren ein deutlicher Übergang zu saubereren Technologien für Hilfsfolien zu beobachten, was die Vorliebe der Verbraucher für fluorfreie Optionen widerspiegelt.
4.Nach Technologie:
Der Markt für kristalline Rückseitenfolien für Solarmodule wird bis 2024 voraussichtlich ein Wachstum von über 4 % verzeichnen. Mit der zunehmenden Verbreitung von kristallinen Zellen und ihrer umfassenden Nutzung steigt der Bedarf an Stütz- und Isoliermaterialien. Es wird erwartet, dass die Verbesserung der Produkteffizienz und die Entwicklung kompakterer Paneeldesigns die Einführung modernster Rückwandtechnologien in kristallinen Photovoltaikmodulen vorantreiben und so das Marktwachstum weiter fördern werden.
Maysun Solar bietet ein umfangreiches Sortiment an Solarmodulen an, wie z.B. geschindelte, halbgeschnittene, schwarze Rahmen-, vollschwarze und silberne Rahmenvarianten. Unsere Solarmodule werden mit hochwertigen Rückseitenfolien hergestellt, die einen robusten Schutz gegen äußere Einflüsse gewährleisten. Mit seiner weltweiten Präsenz verfügt Maysun Solar über ein robustes Netzwerk von globalen Büros und Lagern, und wir haben eine enge Zusammenarbeit mit renommierten Installationsexperten aufgebaut. Unser Installationsverfahren für Solarmodule ist auf Einfachheit und Bequemlichkeit ausgelegt und garantiert eine kontinuierliche, problemlose Erzeugung und Wartung sauberer Energie. Sollten Sie Fragen zu Photovoltaik-Lösungen haben oder sich über unsere aktuellen Modulpreise erkundigen wollen, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.
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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