Hệ thống quang điện mặt trời đại diện cho một trong những giải pháp năng lượng tái tạo quan trọng nhất hiện nay. Một tổ hợp tấm pin mặt trời hoàn chỉnh bao gồm nhiều lớp được kết nối với nhau, mỗi lớp phục vụ một mục đích chức năng cụ thể. Hiệu quả và độ bền của toàn bộ hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào mức độ các thành phần này được bịt kín và bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường. Hiểu được thành phần của các tấm pin mặt trời giúp làm rõ lý do tại sao việc bịt kín thích hợp lại cần thiết để có hiệu suất lâu dài.
Cấu trúc tấm quang điện điển hình bao gồm lớp kính bảo vệ phía trước, vật liệu đóng gói, pin mặt trời silicon, tấm bảo vệ phía sau và khung nhôm. Giữa các lớp này, tồn tại các khoảng trống và mối nối cần được bịt kín chuyên dụng để ngăn chặn sự xâm nhập của nước, xâm nhập oxy và ứng suất nhiệt. Đây là nơi keo silicone quang điện PV trở nên không thể thiếu trong quá trình lắp ráp.
Các tấm pin mặt trời hiện đại sử dụng nhiều lớp bảo vệ được thiết kế để hoạt động hài hòa. Lớp kính cường lực trên cùng bảo vệ các bộ phận bên trong đồng thời cho phép truyền ánh sáng. Bên dưới lớp này là lớp bao bọc ethylene vinyl acetate (EVA) để giữ các tấm silicon tại chỗ và cung cấp khả năng cách điện. Bản thân các tế bào silicon là thành phần chức năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Đằng sau các tế bào là một lớp EVA khác, tiếp theo là tấm nền polyamide hoặc polyester để bảo vệ chống lại độ ẩm và bức xạ tia cực tím. Cuối cùng, khung nhôm cung cấp khả năng hỗ trợ kết cấu và khả năng chống chịu thời tiết bổ sung.
Mỗi điểm nối giữa các lớp này thể hiện một lỗ hổng tiềm ẩn. Việc bịt kín không đúng cách tại các giao diện này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của bảng điều khiển, giảm tuổi thọ và tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn. Do đó, việc lựa chọn và sử dụng vật liệu bịt kín phù hợp là rất quan trọng để đạt được bảo hành hiệu suất 25 năm theo tiêu chuẩn ngành mà các nhà sản xuất thường cung cấp.
Chất bịt kín silicon đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho việc lắp ráp tấm quang điện do sự kết hợp các đặc tính độc đáo của chúng hỗ trợ trực tiếp các yêu cầu khắt khe của việc lắp đặt năng lượng mặt trời. Những vật liệu này phục vụ đồng thời nhiều chức năng quan trọng: chúng tạo ra các rào cản độ ẩm, mang lại sự ổn định nhiệt, duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc và chống lại sự xuống cấp do tiếp xúc với tia cực tím.
Sự xâm nhập của nước là một trong những mối đe dọa chính đối với tuổi thọ của tấm pin mặt trời. Khi hơi ẩm xâm nhập vào cụm bảng điều khiển, nó sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn các điểm tiếp xúc điện, thúc đẩy sự phân tách các lớp bên trong và có thể gây ra sự cố về điện do đoản mạch. Chất bịt kín silicon tạo ra các rào cản kỵ nước ngăn nước xâm nhập vào các khu vực lắp ráp quan trọng. Không giống như các chất bịt kín hữu cơ truyền thống có thể hấp thụ độ ẩm, silicone duy trì đặc tính chống thấm nước trong suốt thời gian hoạt động của tấm pin.
Hiệu quả của keo silicon trong việc chống ẩm đã được chứng minh qua các thử nghiệm lão hóa nhanh trên diện rộng. Nghiên cứu chứng minh rằng các tấm được bịt kín đúng cách sẽ duy trì tốc độ thâm nhập của độ ẩm dưới ngưỡng tới hạn ngay cả sau 20 năm tiếp xúc liên tục với độ ẩm, lượng mưa và chu kỳ nhiệt độ cao.
Các tấm pin mặt trời trải qua sự thay đổi nhiệt độ đáng kể trong suốt thời gian hoạt động của chúng. Nhiệt độ bề mặt tấm nền có thể vượt quá 65 độ C dưới ánh nắng gay gắt, trong khi nhiệt độ ban đêm có thể giảm xuống gần như đóng băng ở nhiều vùng khí hậu. Các chu trình nhiệt này tạo ra ứng suất giãn nở và co lại trong cụm bảng điều khiển. Các thành phần giãn nở với tốc độ khác nhau do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Chất bịt kín silicon thích ứng với những chuyển động này mà không bị nứt hoặc bong ra khỏi bề mặt nền.
Tính đàn hồi của vật liệu silicon cho phép chúng hấp thụ ứng suất nhiệt mà không bị biến dạng vĩnh viễn. Khả năng phục hồi này ngăn chặn sự phát triển của các vết nứt nhỏ mà cuối cùng có thể dẫn đến đường dẫn ẩm. Ngoài ra, silicone duy trì tính linh hoạt trong phạm vi nhiệt độ rộng, từ khoảng âm 40 độ C đến dương 200 độ C, bao trùm toàn bộ quang phổ hoạt động của việc lắp đặt năng lượng mặt trời ngoài trời.
Trong quá trình sản xuất, chất bịt kín silicon thực hiện các chức năng riêng biệt ở các giai đoạn lắp ráp bảng khác nhau. Việc hiểu các ứng dụng cụ thể này giúp nhà sản xuất tối ưu hóa chiến lược bịt kín của họ để có hiệu suất và độ tin cậy tối đa.
Chu vi của tấm, nơi khung nhôm tiếp xúc với kính và vật liệu tấm nền, đòi hỏi phải được dán kín liên tục, chất lượng cao. Điểm giao nhau này tiếp xúc trực tiếp với các yếu tố thời tiết và chịu sự chuyển động do tải trọng gió và chu trình nhiệt. Chất bịt kín silicon được áp dụng ở chu vi khung sẽ tạo ra một lớp keo dính duy trì tính toàn vẹn trong khi vẫn có thể co giãn và co lại khung.
Kỹ thuật ứng dụng để niêm phong chu vi được tiêu chuẩn hóa ở hầu hết các nhà sản xuất. Chất bịt kín phải thâm nhập vào các góc nơi kính, khung và tấm nền hội tụ, với kích thước hạt thích hợp để đảm bảo độ dày phù hợp cho độ bền lâu dài. Các nhà sản xuất thường chỉ định kích thước hạt keo từ 8 đến 12 mm để đảm bảo đủ khối lượng vật liệu để bảo vệ môi trường.
Hộp nối, nằm ở mặt sau của bảng điều khiển, chứa các điốt và đầu nối điện rất quan trọng đối với chức năng của hệ thống. Hộp này thể hiện sự thâm nhập đáng kể thông qua hệ thống bảo vệ tấm nền. Chất bịt kín silicon bao quanh chu vi hộp nối để ngăn hơi ẩm và chất gây ô nhiễm xâm nhập vào các bộ phận điện bên trong. Chất bịt kín phải duy trì chức năng bảo vệ của nó đồng thời cho phép các đầu nối điện có thể tiếp cận được để lắp đặt và bảo trì.
Việc niêm phong hộp nối đòi hỏi sự chú ý cẩn thận để đảm bảo chất bịt kín không ảnh hưởng đến chức năng đầu nối đồng thời bảo vệ môi trường hoàn toàn. Chất bịt kín phải chống lại sự xâm nhập từ phun muối ở các công trình ven biển, duy trì tính linh hoạt ở nhiệt độ khắc nghiệt và không tương tác với vỏ nhựa của hộp nối.
Các cạnh cắt của tấm thể hiện những khu vực mà hơi ẩm có thể xâm nhập vào cấu trúc bánh sandwich. Mặc dù các cạnh này thường được bịt kín trong quá trình lắp ráp khung, nhưng việc sử dụng silicone bổ sung đôi khi sẽ giải quyết được các điểm dễ bị tổn thương được xác định trong quá trình kiểm tra chất lượng. Việc bịt kín các cạnh thích hợp sẽ ngăn chặn sự hút ẩm dọc theo bề mặt giữa tấm nền và vật liệu đóng gói, điều này có thể dẫn đến hiện tượng bong tróc và cuối cùng là hỏng tấm ốp.
Sự phân tách cạnh thể hiện một chế độ lỗi làm tăng tốc các cơ chế xuống cấp khác. Khi tấm mặt sau bắt đầu tách ra khỏi lớp bao bọc, hơi ẩm sẽ nhanh chóng tích tụ trong không gian được tách lớp, dẫn đến ăn mòn các điểm tiếp xúc kim loại và suy giảm chất lượng điện. Việc bịt kín cạnh phòng ngừa bằng keo silicone giải quyết nguy cơ này một cách toàn diện.
Chất bịt kín silicon được thiết kế cho các ứng dụng quang điện phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt vượt xa các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của chất bịt kín xây dựng thông dụng. Các thông số kỹ thuật này đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong suốt thời gian hoạt động từ 25 đến 30 năm điển hình của việc lắp đặt năng lượng mặt trời hiện đại.
Một yêu cầu quan trọng đối với chất bịt kín PV là chúng không được phản ứng hóa học hoặc ăn mòn các vật liệu mà chúng tiếp xúc. Các loại silicon xử lý bằng acetoxy truyền thống giải phóng axit axetic trong quá trình đóng rắn, có thể ăn mòn khung nhôm và làm hỏng các bộ phận điện nhạy cảm. Do đó, chất bịt kín quang điện thường sử dụng các công thức xử lý trung tính giải phóng oxime hoặc các sản phẩm phụ không ăn mòn khác trong quá trình đóng rắn. Đặc tính cơ bản này bảo vệ tính toàn vẹn cấu trúc của bảng điều khiển và ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất điện.
Yêu cầu này mở rộng ra ngoài việc xử lý ban đầu. Chất bịt kín được xử lý hoàn toàn phải có tính trơ về mặt hóa học đối với tất cả các vật liệu mà nó tiếp xúc: kính cường lực, hợp kim nhôm, các thành phần nhựa và các điểm tiếp xúc bằng đồng. Bất kỳ cuộc tấn công hóa học nào cũng có thể làm tổn hại đến chức năng hoặc tuổi thọ của các bộ phận này, cuối cùng làm suy yếu độ tin cậy của toàn bộ cụm bảng điều khiển.
Mặc dù hầu hết chất bịt kín trong cụm bảng điều khiển được bảo vệ khỏi tiếp xúc trực tiếp với tia cực tím bằng lớp kính nhưng một số phần chất bịt kín vẫn lộ ra ngoài, đặc biệt là xung quanh chu vi khung. Chất bịt kín phải chống lại sự phân hủy do tia cực tím gây ra có thể gây giòn, thay đổi màu sắc hoặc mất độ bám dính. Chất bịt kín quang điện chất lượng cao kết hợp các chất phụ gia hấp thụ tia cực tím và sử dụng các polyme cơ bản vốn có khả năng chống phân hủy quang hóa.
Khả năng chống chịu thời tiết không chỉ bao gồm sự ổn định của tia cực tím. Chất bịt kín phải chống lại sự tấn công của ozone, hiện tượng xảy ra tự nhiên trong khí quyển và làm tăng tốc độ phân hủy polyme. Các thử nghiệm phơi nhiễm dài hạn mô phỏng điều kiện ngoài trời trong 30 năm xác nhận rằng chất bịt kín PV có công thức phù hợp duy trì trên 90% cường độ bám dính ban đầu trong khi vẫn giữ được tính linh hoạt và chống nứt.
Các tấm pin mặt trời yêu cầu độ bám dính bằng keo với một số vật liệu khác nhau: nhôm, thủy tinh, tấm nền polyme và vỏ hộp nối nhựa. Mỗi vật liệu thể hiện các đặc tính bề mặt và ái lực hóa học khác nhau. Chất bịt kín PV phải đạt được độ bám dính vượt trội với tất cả các chất nền này mà không cần sơn lót hoặc xử lý bề mặt vốn có thể làm phức tạp quá trình sản xuất. Độ bám dính đa bề mặt này đạt được thông qua việc lựa chọn cẩn thận các polyme gốc silicone và các chất phụ gia thúc đẩy bám dính.
Chất lượng bám dính quyết định trực tiếp liệu chất bịt kín có còn được liên kết trong quá trình luân chuyển nhiệt, tải trọng gió và ứng suất cơ học hay không. Lỗi bám dính sẽ dẫn đến bong tróc chất trám kín khỏi bề mặt, tạo điểm xâm nhập cho độ ẩm và dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng của tấm.
Vì chất bịt kín có thể tiếp xúc hoặc nằm gần các bộ phận điện nên nó phải có đặc tính cách điện thích hợp. Vật liệu không được dẫn điện ngay cả khi có độ ẩm cao hoặc khi bị nhiễm muối. Yêu cầu này ngăn ngừa các đường rò điện có thể tạo ra nguy cơ điện giật hoặc làm giảm hiệu suất của hệ thống. Chất bịt kín quang điện tiêu chuẩn đạt được giá trị điện trở suất lớn hơn 10 đến 12 ohm-cm, đảm bảo cách ly điện hoàn toàn cho các bộ phận mà chúng tách rời.
Ngoài ra, chất bịt kín phải duy trì độ bền điện môi thích hợp—khả năng chịu được ứng suất điện mà không bị hỏng. Điều này trở nên đặc biệt quan trọng đối với chất bịt kín được sử dụng gần các kết nối điện có điện áp cao, nơi điện áp có thể vượt quá 600 volt trong một số cấu hình lắp đặt.
Hiệu quả của keo silicone không chỉ phụ thuộc vào đặc tính vật liệu mà còn phụ thuộc vào việc sử dụng đúng cách trong quá trình lắp ráp bảng điều khiển. Các cơ sở sản xuất đã phát triển các quy trình tiêu chuẩn hóa để đảm bảo độ kín nhất quán, chất lượng cao trên tất cả các tấm được sản xuất.
Trước khi dán keo silicon, tất cả các bề mặt nền phải được làm sạch hoàn toàn để loại bỏ bụi, dầu và các chất gây ô nhiễm khác có thể cản trở độ bám dính. Hầu hết các nhà sản xuất đều sử dụng hệ thống khí nén, sau đó làm sạch bằng cồn hoặc nước để đạt được bề mặt khô và sạch. Một số ứng dụng sử dụng vật liệu lót để tăng cường độ bám dính, đặc biệt là trên các bề mặt khó bám dính. Bước chuẩn bị, mặc dù đôi khi bị bỏ qua, nhưng lại ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất lâu dài của mối nối bịt kín.
Kiểm soát môi trường trong quá trình chuẩn bị cũng rất quan trọng. Độ ẩm cần được kiểm soát để ngăn chặn sự tích tụ hơi ẩm trên bề mặt đã được làm sạch, điều này sẽ ảnh hưởng đến độ bám dính. Nhiệt độ phải được duy trì trong phạm vi thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, thường là từ 15 đến 30 độ C, để đảm bảo dòng chảy vật liệu và đặc tính xử lý thích hợp.
Ứng dụng hộp mực thủ công vẫn phổ biến để niêm phong chu vi ở nhiều cơ sở, mặc dù hệ thống phân phối tự động ngày càng được sử dụng để đảm bảo tính nhất quán và hiệu quả. Dù thủ công hay tự động, ứng dụng phải tạo ra một chuỗi liên tục có chiều rộng và chiều sâu nhất quán. Hạt phải lấp đầy toàn bộ không gian khớp trong khi vẫn duy trì kích thước phù hợp. Các hạt có kích thước nhỏ khiến các khu vực dễ bị ẩm xâm nhập, trong khi các hạt có kích thước quá lớn có thể không xử lý đúng cách và gây lãng phí vật liệu.
Đối với các khu vực góc và hình học phức tạp, người thi công phải đặc biệt cẩn thận để đảm bảo chất bịt kín tiếp cận được những không gian chật hẹp. Nhiều cấu hình bảng điều khiển yêu cầu sử dụng chất trám kín—làm mịn và định hình nó bằng dụng cụ ướt—để đạt được sự tiếp xúc thích hợp với cả hai bề mặt nền và loại bỏ các túi khí có thể chứa hơi ẩm.
Chất bịt kín silicon được sử dụng trong lắp ráp PV thường xử lý thông qua cơ chế phản ứng ngưng tụ cần độ ẩm. Tốc độ đóng rắn phụ thuộc vào độ ẩm môi trường, nhiệt độ, độ dày keo và đặc tính hấp thụ của chất nền. Các nhà sản xuất phải kiểm soát các thông số môi trường bảo dưỡng để đảm bảo bảo dưỡng hoàn toàn trước khi các tấm đi vào quy trình tiếp theo hoặc được đóng gói để vận chuyển. Thời gian bảo dưỡng không đủ có thể dẫn đến các tấm có chất trám kín không được xử lý hoàn toàn, dẫn đến mất khả năng bám dính trong tương lai hoặc hơi ẩm xâm nhập trong quá trình sử dụng ban đầu.
Thời gian bảo dưỡng thông thường dao động từ 24 đến 72 giờ để xử lý bề mặt hoàn toàn, với sự phát triển liên kết ngang hoàn toàn xảy ra trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Các nhà sản xuất thường áp dụng nhiệt độ nhẹ (40 đến 60 độ C) để đẩy nhanh quá trình đóng rắn nhằm đạt hiệu quả sản xuất. Điều này phải được cân bằng với nguy cơ tạo ra ứng suất bên trong hoặc xử lý không hoàn toàn nếu nhiệt độ quá cao.
Đảm bảo chất lượng niêm phong là rất quan trọng đối với độ tin cậy của bảng điều khiển. Các nhà sản xuất sử dụng nhiều phương pháp thử nghiệm để xác minh rằng hiệu suất của chất bịt kín đáp ứng các thông số kỹ thuật và duy trì tính toàn vẹn trong suốt thời gian hoạt động của bảng điều khiển.
Các giao thức thử nghiệm tiêu chuẩn mô phỏng sự tiếp xúc lâu dài với môi trường trong khung thời gian được nén. Chu trình đóng băng độ ẩm làm cho các tấm tiếp xúc với độ ẩm cao và nhiệt độ đóng băng xen kẽ, làm tăng độ bám dính và khả năng chống ẩm của chất bịt kín. Thử nghiệm chu trình nhiệt áp dụng các biến đổi nhiệt độ cực cao để đánh giá khả năng giãn nở nhiệt của chất bịt kín. Các thử nghiệm tiếp xúc với tia cực tím mô phỏng hàng thập kỷ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trong khung thời gian tăng tốc. Các thử nghiệm này, thường tuân theo các tiêu chuẩn IEC 61215 và IEC 61730, giúp nhà sản xuất xác định các khuyết tật niêm phong tiềm ẩn trước khi các tấm pin đến tay khách hàng.
Kết quả từ các thử nghiệm lão hóa tăng tốc cung cấp dữ liệu khách quan về hiệu suất của chất bịt kín. Các bảng hoàn thành thành công các thử nghiệm này chứng tỏ khả năng cao đạt được bảo hành hiệu suất 25 năm trong suốt quá trình triển khai tại hiện trường.
Một số kỹ thuật giám sát sự tích tụ độ ẩm trong các cụm bảng điều khiển. Các phép đo điện trở giữa các bộ phận có thể chỉ ra các đường dẫn điện bắc cầu ẩm. Hình ảnh điện phát quang có thể tiết lộ các khuyết tật do độ ẩm gây ra xuất hiện dưới dạng các vùng tối hơn trong mẫu đầu ra điện. Kiểm tra trực quan cẩn thận sự phân tách, xuất hiện dưới dạng sự đổi màu trắng ở bên trong tấm, giúp đánh giá định tính về sự xâm nhập của hơi ẩm. Việc kiểm tra thường xuyên trong suốt thời gian bảo hành của tấm sẽ ghi lại xem chất bịt kín có duy trì được chức năng bảo vệ hay không.
Thử nghiệm kéo đo lực cần thiết để tách chất trám kín khỏi vật liệu nền. Những thử nghiệm phá hủy được tiến hành trên các mẫu sản xuất này xác minh rằng độ bám dính đáp ứng các yêu cầu tối thiểu. Thử nghiệm ở các nhiệt độ khác nhau và sau khi lão hóa giúp dự đoán hiệu suất bám dính trong điều kiện thực tế. Các cơ sở hiện đại tiến hành kiểm tra độ bám dính định kỳ như một phần của việc đảm bảo chất lượng liên tục, thay vì chỉ dựa vào kiểm tra xác nhận ban đầu.
Khi công nghệ năng lượng tái tạo mở rộng trên toàn cầu, tính bền vững của vật liệu bịt kín ngày càng trở nên quan trọng. Tác động vòng đời của việc lựa chọn chất bịt kín ảnh hưởng đến lợi ích môi trường tổng thể của việc triển khai tấm pin mặt trời.
Chất bịt kín silicon hiện đại có nguồn gốc từ nguyên liệu thô dồi dào: silicon từ cát và metyl clorua từ nguyên liệu dầu mỏ. Quy trình sản xuất polyme silicon được thiết lập tốt và tối ưu hóa để mang lại hiệu quả. Nhiều nhà sản xuất đã thực hiện các chương trình tái chế vật liệu phế thải được tạo ra trong quá trình sản xuất chất bịt kín và mức tiêu thụ năng lượng tiếp tục giảm khi công nghệ sản xuất được cải thiện.
Tác động môi trường của việc sản xuất chất bịt kín là nhỏ so với lợi ích sản xuất năng lượng to lớn do tấm pin mặt trời hoàn thiện mang lại trong suốt vòng đời 25 năm của nó. Một tấm pin mặt trời dân dụng thông thường tạo ra năng lượng gấp 40 lần so với yêu cầu để sản xuất tất cả các bộ phận của nó, bao gồm cả vật liệu bịt kín, giúp việc phân tích tác động môi trường trở nên thuận lợi cho việc triển khai tấm pin mặt trời.
Khi thế hệ tấm pin mặt trời thương mại đầu tiên sắp hết tuổi thọ, ngành công nghiệp này đang phát triển các quy trình tái chế để thu hồi các vật liệu có giá trị. Chất bịt kín silicon không cản trở việc phục hồi khung nhôm hoặc tái chế kính. Pin mặt trời silicon có thể được thu hồi và tái chế hoặc xử lý an toàn thông qua các quy trình đã được thiết lập. Các công nghệ tái chế mới nổi có thể tách vật liệu bịt kín khỏi các thành phần tấm khác, mặc dù tỷ lệ chất bịt kín trong tấm tổng thể nhỏ có nghĩa là việc tái chế chất bịt kín góp phần tối thiểu vào việc thu hồi vật liệu tấm tổng thể.
Độ bền nhờ việc bịt kín thích hợp thực sự cải thiện kết quả về môi trường bằng cách kéo dài tuổi thọ hoạt động của bảng điều khiển. Các tấm duy trì hiệu suất trong 30 đến 40 năm tạo ra tổng năng lượng trên mỗi đơn vị tác động sản xuất nhiều hơn so với các tấm xuống cấp sớm do độ kín không đủ.
Trong khi silicon lưu hóa trung tính đã trở nên chiếm ưu thế trong các ứng dụng quang điện, việc hiểu cách chúng so sánh với các vật liệu thay thế sẽ làm rõ lý do tại sao lựa chọn này đã trở thành thông lệ tiêu chuẩn trong ngành.
| Loại keo | Chống nước | Tính linh hoạt về nhiệt | Khả năng tương thích hóa học | Tuổi thọ |
| Silicon trung tính | Tuyệt vời | Tuyệt vời | Tuyệt vời | 25 năm |
| Acetoxy silicon | Tốt | Tốt | Công bằng (ăn mòn) | 10-15 năm |
| Polyurethane | Công bằng | Công bằng | Công bằng | 5-10 năm |
| Cao su butyl | Công bằng | Bị giới hạn | Công bằng | 3-5 năm |
Sự so sánh này chứng minh rằng chất bịt kín silicon trung tính mang lại hiệu suất vượt trội trên tất cả các kích thước quan trọng. Tuổi thọ kéo dài phù hợp với thời gian bảo hành 25 năm điển hình của các tấm pin mặt trời hiện đại, trong khi các vật liệu khác sẽ cần phải thay thế hoặc tân trang lại tấm pin trong thời gian hoạt động.
Tính ưu việt của silicone lưu hóa trung tính cho các ứng dụng quang điện bắt nguồn từ nhiều ưu điểm. Cơ chế xử lý trung tính ngăn chặn sự ăn mòn của khung nhôm và các bộ phận điện, loại bỏ nguy cơ hư hỏng nghiêm trọng. Độ bền vốn có của polyme silicon khi tiếp xúc với tia cực tím và thời tiết môi trường giúp kéo dài tuổi thọ của chất bịt kín để phù hợp với tuổi thọ của tấm pin. Tính linh hoạt của silicon được xử lý có thể điều chỉnh chu trình nhiệt và ứng suất cơ học mà không bị nứt hoặc mất độ bám dính. Những đặc điểm kết hợp này làm cho silicone trung tính trở thành lựa chọn thiết thực duy nhất cho độ tin cậy lâu dài của tấm pin năng lượng mặt trời.
Hàng triệu tấm pin mặt trời được triển khai trên toàn cầu trong hai thập kỷ qua cung cấp dữ liệu hiệu suất lâu dài có giá trị về hiệu quả của chất bịt kín. Phân tích hiệu suất hiện trường cho thấy các mô hình rõ ràng về hiệu suất hoạt động của các tấm được làm kín tốt so với những tấm có độ kín không đủ.
Các nghiên cứu thực địa kiểm tra các tấm đã được triển khai từ 15 đến 20 năm chứng minh rằng các tấm có độ kín thích hợp duy trì mức hiệu suất vượt quá 95% xếp hạng ban đầu, trong khi các tấm có độ kín không đủ cho thấy tổn thất hiệu quả vượt quá 20% trong các khung thời gian tương tự. Cơ chế hư hỏng chính được quan sát thấy ở các tấm kín kém là sự xâm nhập của hơi ẩm dẫn đến ăn mòn các điểm tiếp xúc điện và bong tróc các lớp bảo vệ. Các tấm có độ kín cao cấp cho thấy độ ẩm xâm nhập không đáng kể ngay cả trong môi trường ven biển có độ ẩm cao.
Dữ liệu này xác nhận rằng việc đầu tư vào vật liệu bịt kín chất lượng cao và sử dụng cẩn thận trong quá trình sản xuất sẽ mang lại lợi nhuận tuyệt vời nhờ kéo dài tuổi thọ hoạt động của tấm pin và giảm yêu cầu bảo trì. Chi phí vật liệu bịt kín chiếm chưa đến 2% tổng chi phí sản xuất tấm pin, trong khi chất lượng bịt kín ảnh hưởng đến hơn 80% kết quả về độ tin cậy lâu dài.
Các vùng khí hậu khác nhau đặt ra những yêu cầu khác nhau về việc dán tấm panel. Việc lắp đặt ven biển tiếp xúc với phun muối gây áp lực cực lớn lên hệ thống chất bịt kín thông qua các cơ chế ăn mòn kết hợp. Dữ liệu từ việc lắp đặt cách đây 15 năm ở các vùng ven biển cho thấy các tấm có chất bịt kín silicon trung tính vẫn giữ được đầy đủ chức năng trong khi các tấm có chất bịt kín kém hơn có biểu hiện ăn mòn đáng kể. Các vùng nhiệt đới có độ ẩm cao tạo ra căng thẳng về độ ẩm kéo dài; quan sát thực địa xác nhận rằng lớp đệm silicone thích hợp sẽ duy trì hiệu quả các rào cản chống ẩm trong những điều kiện khắt khe này. Khí hậu lạnh với tính linh hoạt của chất bịt kín ứng suất chu kỳ đóng băng-tan băng; silicon trung tính điều chỉnh những ứng suất này mà không làm mất độ bám dính.
Những quan sát thực địa đa dạng từ nhiều vùng khí hậu này chứng minh một cách nhất quán rằng chất bịt kín silicon trung tính mang lại hiệu quả bảo vệ cần thiết để kéo dài tuổi thọ hoạt động của tấm pin trong hầu hết mọi môi trường.
Ngành công nghiệp quang điện hoạt động theo các tiêu chuẩn kỹ thuật đã được thiết lập rõ ràng nhằm xác định các yêu cầu về độ kín và thông số kỹ thuật của vật liệu bịt kín. Các tiêu chuẩn này được phát triển dựa trên kinh nghiệm thực địa tích lũy và nghiên cứu khoa học về độ bền của tấm nền.
Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) công bố các tiêu chuẩn cho mô-đun quang điện silicon tinh thể. IEC 61215 thiết lập các yêu cầu về kiểm tra chất lượng thiết kế và phê duyệt kiểu, bao gồm các thử nghiệm lão hóa tăng tốc để đánh giá hiệu suất của chất bịt kín. IEC 61730 đề cập đến các khía cạnh an toàn của mô-đun quang điện, với các yêu cầu về cách điện mà chất bịt kín phải hỗ trợ. Các nhà sản xuất phải chứng minh sự tuân thủ các tiêu chuẩn này để chứng nhận rằng sản phẩm của họ đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo với khách hàng rằng các tấm pin đã được sản xuất và thử nghiệm theo các yêu cầu nghiêm ngặt.
Các tiêu chuẩn khu vực ở Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Á thường kết hợp hoặc tham chiếu các tiêu chuẩn IEC này đồng thời bổ sung các yêu cầu cụ thể theo khu vực. Một số khu vực pháp lý áp đặt các yêu cầu kiểm tra hoặc chứng nhận bổ sung trước khi cho phép triển khai bảng điều khiển trong lãnh thổ của họ. Quy trình lựa chọn và ứng dụng vật liệu bịt kín phải đáp ứng tất cả các yêu cầu quy định hiện hành.
Các nhà sản xuất bảng điều khiển hiện đại triển khai hệ thống quản lý chất lượng toàn diện để theo dõi lô vật liệu bịt kín, thông số ứng dụng và kết quả thử nghiệm. Khả năng truy xuất nguồn gốc này cho phép các nhà sản xuất nhanh chóng xác định mọi vấn đề tiềm ẩn về chất lượng và thực hiện các hành động khắc phục trên các bảng bị ảnh hưởng. Hệ thống tài liệu ghi lại nhà cung cấp chất bịt kín, số lô, ngày sử dụng, điều kiện môi trường và kết quả thử nghiệm cho mỗi tấm được sản xuất. Cấp độ tài liệu này hỗ trợ các yêu cầu bảo hành, điều tra hiện trường về mọi vấn đề về hiệu suất và cải tiến liên tục trong quy trình sản xuất.
Các nhà cung cấp chất bịt kín cũng phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng, cung cấp chứng nhận vật liệu, tài liệu kỹ thuật và tính nhất quán giữa các lô sản xuất. Việc kiểm tra thường xuyên các vật liệu nhận được xác nhận rằng các đặc tính của chất bịt kín đáp ứng các thông số kỹ thuật trước khi vật liệu được sử dụng trong sản xuất.
Mặc dù phần lớn việc bịt kín xảy ra trong quá trình sản xuất bảng điều khiển, nhưng thực tiễn lắp đặt tại hiện trường cũng ảnh hưởng đến hiệu suất bịt kín lâu dài. Đội lắp đặt phải hiểu cách xử lý các tấm để bảo toàn tính toàn vẹn của chất bịt kín và bịt kín các cấu trúc lắp đặt đúng cách.
Mặc dù chất bịt kín đóng rắn trong quá trình sản xuất và vận chuyển, vật liệu có thể vẫn hơi mềm và dễ bị hư hỏng cho đến khi đạt được sự lưu hóa hoàn toàn. Các tấm phải được vận chuyển và bảo quản trong điều kiện môi trường để bảo vệ chất trám kín khỏi bị hư hại. Áp suất xếp chồng quá cao, tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc va đập có thể làm hỏng chất trám kín mới được xử lý trước khi nó đạt được độ cứng hoàn toàn. Bao bì thích hợp sẽ bảo vệ các tấm trong quá trình vận chuyển và xử lý cẩn thận trong quá trình bảo quản sẽ ngăn ngừa áp lực lên vật liệu bịt kín.
Mặc dù bản thân bảng điều khiển được đóng kín hoàn toàn sau quá trình sản xuất nhưng việc lắp đặt cũng phải bịt kín các giao diện giữa cấu trúc lắp đặt bảng điều khiển và mái nhà hoặc bề mặt lắp đặt khác. Việc bịt kín lắp đặt ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào phía sau bảng điều khiển, có thể làm hỏng cấu trúc mái nhà hoặc các kết nối điện. Các quy trình lắp đặt tiêu chuẩn thường sử dụng chất bịt kín silicon cho các bề mặt lắp đặt này, nhờ vào độ bền và khả năng chống nước đã được chứng minh của silicone.
Chất lượng của việc bịt kín khi lắp đặt ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ hiệu quả của mảng lắp đặt trong việc ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào các kết cấu tòa nhà. Việc bịt kín lắp đặt kém có thể làm suy yếu lợi ích bảo vệ của việc bịt kín nhà máy, tạo ra các đường dẫn nước làm hỏng kết cấu mái nhà hoặc hệ thống điện. Do đó, thực hành lắp đặt đúng cách là điều cần thiết để đạt được lợi ích đầy đủ của các tấm được niêm phong tại nhà máy.
Khi công nghệ năng lượng mặt trời tiếp tục phát triển, các vật liệu bịt kín và công nghệ ứng dụng cũng đang tiến bộ để hỗ trợ các thiết kế bảng điều khiển mới nổi và nâng cao hiệu suất.
Nghiên cứu đang tiến hành khám phá các vật liệu bịt kín có đặc tính nâng cao. Các nhà nghiên cứu điều tra xem thành phần chất bịt kín ảnh hưởng như thế nào đến độ dẫn nhiệt—độ dẫn nhiệt cao hơn có thể cải thiện khả năng tản nhiệt từ tấm pin, nâng cao hiệu suất điện. Nghiên cứu khác tập trung vào chất bịt kín có đặc tính quang học được cải thiện cho các ứng dụng mà việc truyền ánh sáng trở nên quan trọng. Vật liệu trám kín tự phục hồi có thể sửa chữa các vết nứt nhỏ tự động đại diện cho một lĩnh vực nghiên cứu đang hoạt động khác. Những vật liệu tiên tiến này có thể mang lại hiệu suất nâng cao vượt xa khả năng bịt kín hiện tại.
Hệ thống hàn kín tự động tiếp tục được cải tiến, sử dụng hệ thống thị giác và trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa vị trí hạt và đảm bảo ứng dụng nhất quán. Một số nhà sản xuất thử nghiệm các kỹ thuật ứng dụng chất bịt kín như phun hoặc ép đùn ở những dạng hình học phức tạp mà việc áp dụng thủ công không thể dễ dàng đạt được. Khi khối lượng sản xuất tăng lên trên toàn cầu, những cải tiến hiệu quả trong quy trình hàn kín góp phần giảm chi phí tổng thể trong sản xuất bảng điều khiển. Những cải tiến quy trình này duy trì chất lượng đồng thời giảm chi phí lao động và cải thiện tính nhất quán giữa các lô sản xuất.
Ý thức về môi trường thúc đẩy sự phát triển của chất bịt kín dựa trên nguyên liệu thô có thể tái tạo hoặc được sản xuất thông qua các quy trình bền vững hơn. Chất bịt kín dựa trên polyme sinh học đại diện cho một lĩnh vực nghiên cứu mới nổi, mặc dù các vật liệu hiện tại vẫn chưa phù hợp với đặc tính hoạt động của silicon có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nghiên cứu khác khám phá việc giảm tiêu thụ năng lượng trong sản xuất và phát triển chất bịt kín có tác động môi trường thấp hơn trong quá trình sản xuất. Khi tính bền vững ngày càng trở nên quan trọng đối với người tiêu dùng và các cơ quan quản lý, những phát triển này có thể sẽ tăng tốc.
Chất bịt kín silicon cung cấp sự kết hợp độc đáo các đặc tính cần thiết để có độ bền 25 năm trong môi trường ngoài trời khắc nghiệt. Không giống như các vật liệu bịt kín khác, silicon xử lý trung tính không ăn mòn khung nhôm hoặc các bộ phận điện, duy trì tính linh hoạt trong phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt, chống lại sự suy thoái của tia cực tím và đạt được độ bám dính mạnh mẽ, lâu dài với nhiều vật liệu nền. Kinh nghiệm thực tế với hàng triệu tấm pin đã được lắp đặt chứng minh rằng chất bịt kín silicone bảo vệ các tấm pin một cách đáng tin cậy trong suốt thời gian hoạt động của chúng, trong khi các vật liệu khác sẽ xuống cấp sớm trong điều kiện hoạt động của tấm pin mặt trời.
Quá trình xử lý bề mặt ban đầu thường xảy ra trong vòng 24 đến 48 giờ trong điều kiện sản xuất tiêu chuẩn, cho phép các tấm tiến hành xử lý tiếp theo. Quá trình xử lý hoàn toàn xuyên qua độ dày có thể cần từ 1 đến 2 tuần, trong khi quá trình phát triển liên kết chéo hoàn toàn tiếp tục trong vài tuần. Các nhà sản xuất thường áp dụng nhiệt độ nhẹ để tăng tốc độ đóng rắn, giảm tổng thời gian xử lý. Thời gian bảo dưỡng chính xác phụ thuộc vào độ ẩm môi trường xung quanh, nhiệt độ, độ dày keo và đặc tính hấp thụ của chất nền. Xác nhận xử lý đúng cách thông qua thử nghiệm đảm bảo các tấm đạt được tính nguyên vẹn hoàn toàn của chất bịt kín trước khi giao cho khách hàng.
Lỗi keo sau khi lắp đặt không phổ biến với các tấm được sản xuất đúng cách sử dụng keo silicone chất lượng cao. Tuy nhiên, nếu xảy ra lỗi, có thể sửa chữa bằng cách bôi thêm chất trám kín vào khu vực bị ảnh hưởng. Bảng điều khiển phải được ngừng sử dụng, làm sạch để loại bỏ chất bịt kín bị xuống cấp và bịt kín lại bằng vật liệu thích hợp. Sau đó, bảng điều khiển được kiểm tra lại để xác nhận tính nguyên vẹn của con dấu trước khi đưa nó trở lại hoạt động. Việc phòng ngừa thông qua chất lượng sản xuất phù hợp thực tế hơn nhiều so với việc sửa chữa khắc phục, đòi hỏi phải tháo bảng điều khiển, làm lại và lắp đặt lại.
Tiêu chuẩn công nghiệp thiết lập mức độ ẩm tối đa có thể chấp nhận được để duy trì hiệu suất điện và ngăn ngừa ăn mòn. Các tiêu chuẩn thường cho phép không quá 50 đến 100 miligam nước trên mỗi mô-đun, với độ ẩm thực tế xâm nhập vào các tấm được gắn kín đúng cách thường thấp hơn nhiều—thường dưới 10 miligam. Hệ thống giám sát có thể phát hiện độ ẩm vượt quá ngưỡng an toàn, từ đó tiến hành điều tra xem liệu lớp niêm phong có bị xâm phạm hay không. Các tấm được bịt kín đúng cách bằng chất bịt kín silicon chất lượng sẽ duy trì độ ẩm thấp hơn nhiều so với ngưỡng có hại trong suốt thời gian hoạt động của chúng.
Phun muối, phổ biến ở môi trường ven biển, làm tăng tốc độ ăn mòn nhôm và các kim loại khác. Tuy nhiên, chất bịt kín silicon trung tính có công thức phù hợp chống lại sự tấn công của phun muối bằng cách duy trì hàng rào bảo vệ của chúng và ngăn chặn các hóa chất ăn mòn tiếp cận bề mặt kim loại. Dữ liệu thực địa từ việc lắp đặt ven biển trong 15 năm xác nhận rằng các tấm được bịt kín bằng silicon trung tính chất lượng cao vẫn duy trì đầy đủ chức năng mặc dù tiếp xúc với phun muối, trong khi các tấm có chất bịt kín kém hơn cho thấy sự ăn mòn đáng kể. Điều này chứng tỏ rằng việc lựa chọn chất bịt kín thích hợp là rất quan trọng đối với các ứng dụng ven biển.
Các tiêu chuẩn quốc tế, đặc biệt là IEC 61215 và IEC 61730, thiết lập các yêu cầu về thiết kế, sản xuất và an toàn tấm quang điện. Các tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu đối với vật liệu bịt kín và các quy trình thử nghiệm để chứng minh hiệu suất phù hợp của chất bịt kín. Các nhà sản xuất phải chọn vật liệu bịt kín cho phép tấm của họ vượt qua các bài kiểm tra lão hóa cấp tốc được quy định trong các tiêu chuẩn này. Ngoài ra, các tiêu chuẩn địa phương hoặc khu vực có thể áp đặt các yêu cầu bổ sung. Các nhà cung cấp chất bịt kín thường cung cấp tài liệu kỹ thuật xác nhận vật liệu của họ đáp ứng các tiêu chuẩn hiện hành.
Chu kỳ nhiệt độ tạo ra ứng suất giãn nở và co lại khi các vật liệu tấm khác nhau giãn nở ở tốc độ khác nhau. Chất bịt kín silicon được lựa chọn đặc biệt vì tính đàn hồi của chúng phù hợp với những chuyển động này mà không bị nứt hoặc mất độ bám dính. Mỗi chu kỳ nhiệt gây áp lực nhẹ lên chất bịt kín, nhưng silicon trung tính có công thức phù hợp được thiết kế để chịu được hàng nghìn chu kỳ như vậy. Các quy trình thử nghiệm buộc các tấm phải trải qua hàng trăm chu kỳ đóng băng-tan băng hoặc chu kỳ sốc nhiệt để xác minh hiệu suất của chất bịt kín dưới áp lực này. Kinh nghiệm hiện trường xác nhận rằng các tấm được niêm phong đúng cách sẽ duy trì tính nguyên vẹn qua nhiều thập kỷ luân chuyển nhiệt.
Đội lắp đặt không nên bôi keo lên trên keo dán do nhà máy áp dụng mà không có hướng dẫn rõ ràng từ nhà sản xuất bảng điều khiển. Niêm phong tại nhà máy được thiết kế và thử nghiệm như một hệ thống hoàn chỉnh. Việc thêm chất bịt kín được áp dụng tại hiện trường có thể ảnh hưởng đến hệ thống này hoặc tạo ra sự không tương thích. Nếu cần phải niêm phong lắp đặt cho các giao diện lắp đặt, nên chọn vật liệu bịt kín thích hợp tương thích với chất bịt kín của nhà máy. Nên tham khảo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất hoặc liên hệ với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật trước khi áp dụng bất kỳ chất trám kín bổ sung nào cho các tấm đã hoàn thiện.
Chất bịt kín silicone trung tính chất lượng cao chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng chi phí sản xuất tấm - thường dưới 2%. Sự chênh lệch chi phí vật liệu khiêm tốn này mang lại lợi ích to lớn trong việc kéo dài tuổi thọ của bảng điều khiển và giảm sự suy giảm hiệu suất. Lợi tức đầu tư nhờ kéo dài tuổi thọ của bảng điều khiển, giảm bảo trì và độ tin cậy được cải thiện vượt xa mức tăng chi phí vật liệu tối thiểu. Lựa chọn chất bịt kín cao cấp là một trong những khoản đầu tư hiệu quả nhất về mặt chi phí mà nhà sản xuất có thể thực hiện để cải thiện chất lượng tấm nền tổng thể và sự hài lòng của khách hàng.
Khách hàng có thể yêu cầu tài liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất xác nhận rằng vật liệu bịt kín tuân thủ các tiêu chuẩn IEC và các tấm đã hoàn thành thành công thử nghiệm lão hóa cấp tốc. Tài liệu này thể hiện sự tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng và đảm bảo rằng các vật liệu phù hợp đã được sử dụng. Ngoài ra, các tấm phải có nhãn hiệu chứng nhận từ các phòng thử nghiệm độc lập xác nhận việc tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Việc yêu cầu tài liệu bảo hành nêu rõ đảm bảo hiệu suất trong 25 năm mang lại sự đảm bảo bổ sung rằng các nhà sản xuất tin tưởng vào chất lượng chất bịt kín và độ bền lâu dài của tấm nền.
Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi
Sản phẩm
Liên kết nhanh
Liên hệ với chúng tôi
Số 9, Đường 2, Khu công nghiệp Huicheling, Thị trấn Heping, Huyện Trường Hưng, Thành phố Hồ Châu, Tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc
+86-572-6550355
+86-17769681106
