POE胶膜科普文1——光伏电池离不开的封装材料【SMM分析】
1、 POE胶膜产业链概览
聚烯烃弹性体(POE胶膜)的上中下游流程(图1.)涵盖了从上游原料加工、中游冶炼、形成下游成品POE胶膜,并最终被应用于包括光伏组件、汽车、线缆、发泡、家电等产业中。
图1.POE胶膜产业链流程图。
2、POE胶膜在光伏电池特点概述
POE胶膜具有抗PID性能优异、电阻率高、水汽隔阻率大、密封性好的优势。PID指光伏组件中光伏组件中正面发射极和背板钝化层的输出功率衰减,如果胶膜用有较好的抗PID性能,那么电池的使用寿命和使用效率将得到明显的延长。EVA胶膜中含有醋酸乙烯,经光照水解后产生醋酸,从而导致钝化层腐蚀,影响电池使用寿命以及输出功率。
3、POE胶膜的生产制备过程概览
POE胶膜的生产制备的过程主要通过乙烯和α-烯烃在茂金属催化剂的催化下,通过原位聚合反应形成POE粒子共聚物,并聚乙烯或聚丙烯均匀混合后,经热塑、压铸等环节,最终形成POE胶膜成品。其中α-烯烃多指C4-C8的烯烃,包括1-丁烯、1-己烯、1-辛烯在内共三种烯烃。不同含量的α-烯烃与乙烯共聚后会形成不同的化学材料,当添加α-烯烃20%以上时,共聚反应的终产物为POE粒子共聚物的分散相。树脂相聚乙烯或聚丙烯作为POE胶膜制备过程的连续相与作为POE粒子共聚物的分散相混合后完成同位聚合反应,最终形成POE胶膜成品。
4、POE胶膜生产产业格局简述
在当前的产业格局下,“POE粒子共聚物的供应不足”以及“茂金属催化剂生产技术的壁垒”是POE胶膜生产制备中遇到的两个同等重要的阻碍。
一方面对“POE粒子共聚物的供应不足”而言,α-烯烃单体在工业化生产和制备过程尚处起步阶段。实验室结果表明,α-烯烃的弹链长度与POE胶膜的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度有一定相关性,1-辛烯和1-己烯的表现明显优于1-丁烯。国家发改委颁布的石化工业发展规划中明确表明了“消除上有关键配套原材料供应瓶颈,加快1-己烯、1-辛烯等高碳α共聚单体的研发工作”的决心,这表明了国家对高碳α烯烃原料的生产重视以及高碳α烯烃原料对POE胶膜未来高质量生产的重要性。
另一方面对“茂金属催化剂生产技术的壁垒”而言,茂金属催化剂的原料以及催化剂本身受贸易限制难以进口,且我国茂金属催化剂的工业化生产起步较晚。技术不成熟和原材料欠缺成为另一个“卡脖子”的环节。