Nastro in PTFE nella produzione di fotovoltaico: dal materiale di consumo per laminazione all'isolamento di 25 anni

Entra in una qualsiasi fabbrica di pannelli solari. Il laminatore funziona a 150°C, pressando l'incapsulante EVA tra il vetro e il backsheet. Senza il nastro in PTFE, l'EVA fuso colerebbe sulla piastra riscaldante e sul diaframma in silicone, creando un pasticcio appiccicoso che rovinerebbe il pannello successivo e richiederebbe ore per essere raschiato via.

Questo è l'uso ovvio. Ma ce n'è uno meno visibile: all'interno del modulo finito, Il nastro in PTFE avvolge le sbarre collettrici nel punto in cui passano attraverso le aperture del backsheet, prevenendo la dispersione dell'alta tensione. Per i sistemi a 1500 V (standard oggi), questo isolamento è un must per la sicurezza.

Aokai PTFE fornisce entrambi i tipi – materiali di consumo di processo e isolamento permanente – con requisiti nettamente diversi. Esaminiamo dove va il nastro in PTFE in un modulo fotovoltaico e quali proprietà contano per ciascun punto.

Dove viene utilizzato il nastro in PTFE nella produzione di moduli solari

Non una domanda, cinque.

Protezione dei bordi del laminatore: combatte l'appiccicosità dell'EVA

Durante la laminazione (145-165°C, 15-25 minuti), l'incapsulante EVA si scioglie e scorre. Alcuni inevitabilmente si spingono fino ai bordi. Se entra in contatto con la piastra riscaldante in metallo o con la membrana del vuoto in silicone, si lega in modo permanente.

1. Come il nastro in PTFE risolve questo problema

Il nastro in PTFE applicato su queste superfici fa sì che l'EVA polimerizzato si stacchi in un unico pezzo. Gli operatori puliscono il nastro con un panno tra un ciclo e l'altro e una singola applicazione dura settimane.

2. Cosa cercare in un nastro di laminazione

• Substrato: PTFE rinforzato con fibra di vetro (0,13-0,18 mm). La pellicola in PTFE puro si strappa troppo facilmente quando si rimuove l'EVA indurito.

• Adesivo: solo PSA siliconico. L'acrilico si ammorbidisce e trasuda a 150°C, contaminando il laminatore.

• Retrazione termica: trascurabile alla temperatura di laminazione: il nastro non deve arricciarsi o esporre i bordi metallici.

• Basso degassamento: durante la laminazione sotto vuoto, le sostanze volatili provenienti da un adesivo di scarsa qualità possono causare bolle nel modulo. La perdita di massa totale <1% è un buon obiettivo.

Dalla fabbrica : un produttore di moduli ha riferito di aver ridotto i tempi di inattività della pulizia del laminatore da 45 minuti per turno a 5 minuti dopo il passaggio a un nastro in PTFE di alta qualità con supporto in fibra di vetro e adesivo siliconico ad alta reticolazione. Il nastro è costato di più in anticipo, ma si è ripagato in due settimane.

Isolamento permanente delle sbarre collettrici: è richiesta un'affidabilità di 25 anni

All'interno del modulo finito, delle sbarre (nastro di rame stagnato) collegano le stringhe di celle alla scatola di giunzione. Laddove passano attraverso una fessura nel foglio posteriore o si piegano vicino al telaio in alluminio, lo spazio di isolamento può essere ridotto. In questi punti il ​​nastro in PTFE avvolge la sbarra collettrice.

Questo nastro non è un materiale di consumo . Deve durare l'intero periodo di garanzia del modulo – 25 anni o più – all'aperto, sotto raggi UV, variazioni di temperatura (da -40°C a +85°C) e calore umido (85°C/85% di umidità relativa).

1. Specifiche critiche per il nastro isolante per sbarre collettrici

Nota del settore: alcuni produttori di moduli a basso costo utilizzano nastro in poliimmide (Kapton) per l'isolamento delle sbarre. Sebbene la poliimmide abbia una maggiore rigidità dielettrica, assorbe l'umidità e può perdere le proprietà isolanti in caso di caldo umido. Il PTFE rimane stabile. Per i moduli da 1500 V, il PTFE è sempre più specificato.

Fissaggio e isolamento della scatola di giunzione

All'interno della scatola di giunzione, le estremità della sbarra collettrice vengono saldate al diodo/morsettiera. Il nastro in PTFE svolge due funzioni: isolamento laddove i conduttori nudi sono vicini e fissaggio meccanico: il fissaggio dei fili previene l'affaticamento dovuto alle vibrazioni.

Perché il ritardante di fiamma è obbligatorio

La scatola di giunzione è una potenziale fonte di accensione se il diodo di bypass si guasta. Il nastro in PTFE qui deve avere la classificazione UL94 V-0. Inoltre, deve gestire il calore continuo proveniente dal diodo (tipicamente 85-90°C) senza strisciare o perdere adesione.

Il nastro in pellicola sottile di PTFE (0,05-0,08 mm) funziona bene in questo caso perché si avvolge saldamente attorno a fili e terminali.

Maschera per saldatura e protezione temporanea

Durante l'operazione di tabulazione e tesatura, il fondente e la saldatura fusa possono schizzare sulle celle, causando difetti estetici o micro-fessure. Il nastro in PTFE copre temporaneamente i bordi delle celle o le aree non saldate.

Requisiti diversi: non è necessario alcun invecchiamento a lungo termine

Solo elevata resistenza al calore (breve esposizione a 300°C+ dal saldatore), superficie repellente alla saldatura e zero residui dopo la pelatura. Anche un adesivo acrilico può funzionare in questo caso poiché l'esposizione è breve e le temperature sono elevate, ma il silicone è più sicuro per temperature superiori a 200°C.

Foglio informativo per la selezione rapida

Takeaway finali

Due categorie di nastri in PTFE molto diverse servono l'industria fotovoltaica.

• Materiali di consumo di processo (protezione del laminatore, maschera di saldatura): attenzione all'antiaderenza, alla facile pulizia e alla resistenza al calore a breve termine.

• Isolamento interno permanente (avvolgimento sbarre, scatola di giunzione): richiedere la qualificazione completa IEC 61215: calore umido, cicli termici, UV e ritiro <1%.

Il PSA del silicone non è negoziabile per qualsiasi nastro che vedrà una vita all'aperto di oltre 150°C o 25 anni.

Aokai PTFE fornisce ad entrambe le categorie la documentazione dei test. Per l'isolamento delle sbarre forniamo i dati di rigidità dielettrica invecchiati dal calore umido. Per i nastri di laminazione, offriamo analisi del degassamento e riferimenti sulla vita sul campo.

Il contenuto tecnico di cui sopra è fornito da Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

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