新型塑料薄膜保護太陽能板防水替代玻璃

【中玻網】多年來，太陽能公司一直就想生產輕型、靈活的太陽能電池板，可便宜地運輸，也易于安裝（展開它們就面積很大）。但是他們一直受阻，原因是缺乏性能良好又實惠的玻璃替代品。
　　現在，3M公司認為，他們找到了一個解決方案。本周，這家公司推出了這款塑料薄膜，說它可匹敵玻璃，因為它可保護活性材料在太陽能電池板中避免水分侵蝕，并且省錢，有利于制造商和他們的客戶。
　　這種保護膜是一種多層的、含氟聚合物薄膜，可以替代玻璃，用作保護性封面以保護太陽能電池板，德里克·德西奧利（DerekDeScioli）說，他是3M公司可更新能源部業務開發經理。制造商用薄膜覆蓋太陽能板，緊緊地密封，以保護它們免于潮濕以及其它天氣因素的影響，這些都可以致命地損壞太陽能電池。
　　這種薄膜就使3M公司滿足了需求，就是太陽能板制造商的需求，特別是生產某些薄膜太陽能電池的廠家，它們的需求就是玻璃替代品。玻璃一直是保護材料，它被選擇，是因為便宜，而且可以抵御天氣影響，足夠耐用，可持續使用數十年。絕大多數的太陽能電池板今天制作是用玻璃作頂蓋。但是，玻璃也增加了太陽能電池板的重量和體積，而且它必須仔細包裝，以免摔壞，這就增加了運輸成本。替代玻璃后，這種新型薄膜就不需要支撐架，支撐架是特別有用的，因為有的屋頂不能承受很大的重量。把太陽能電池板交融到屋頂中，也可克服房主在美觀上的反對意見。
　　“柔性的太陽能電池板都具有這些完善的益處，但是，接下來，你就會遇到一個問題，就是如何封裝它們。多年來，人們并不重視這個問題，”斯蒂芬·黑格渡斯（StevenHegedus）說，他是特拉華州大學能量轉換研究所的科學家。
　　用塑料來保護太陽能電池并不是一個新的想法。你可以看到塑殼太陽能電池，在野營裝備和新奇的裝置中都有，比如有的背包上就有內置的太陽能充電器。但是這種類型的塑料薄膜設計不是用來抵御長期的戶外暴露，比如說20至25年的暴露，這是多么漫長，太陽能電池板就應該能夠持續使用這么長時間，黑格烏斯說。
　　其他幾個公司較近開始推廣塑料封蓋，用于柔性的太陽能電池板，3M公司的材料具有數量級更高的性能，可以保持防水，這是使用壽命長的關鍵。
　　美國太陽能奧凡尼克公司（UnitedSolarOvonic）是一家大型的薄膜制造商，已推出靈活的太陽能板有很多年了。密西根州的這家公司采用非結晶的硅，這種材料對水分也不敏感，就像其他新興的化合物。這家公司的非結晶硅太陽能電池板只能把大約7%的陽光，當然是指照射在板上的陽光，轉化為電能，因轉化率低，就使Uni-Solar公司的產品較少有人需要。Uni-Solar公司使用的含氟聚合物樹脂是來自杜邦漆，被作為表面涂層，用于電池板。
　　太陽能電池的制備需要半導體材料，包括銅、銦、鎵、硒（CIGS），效率可能兩倍于非晶硅，但是它們對濕度更敏感，所以需要更好地保護，以免于水分侵蝕。許多CIGS制造商已經找到了生產工藝，來把這種化合物儲存在成卷的柔韌金屬箔上或塑料上。
　　這些公司說，他們生產這種太陽能電池板可以更快，用的就是這種卷對卷的工序；取得更高產量的重要性，在于可以降低生產成本。但是他們一直是依賴玻璃，用來作前板，這是因為缺乏合適的塑料。除了CIGS太陽能板制造商，3M公司瞄準的開發商也有開發碲化鎘和農業生產體系薄膜的，德西奧利說。
　　明尼蘇達州的3M公司在著手開發一種更耐用的前部套管，研究結果是一種塑料薄膜，有23微米厚，遠遠薄于3000微米厚的玻璃，這種玻璃通常用于今天的太陽能電池板，德西奧利說。公司采用了含氟聚合物，因為這種材料不容易讓水滲入，而且耐高溫和紫外線。3M也設計了一種薄膜，以防止它反射太多的陽光。3M公司表示，它的薄膜能達到的效果是，水蒸氣滲透速度低于每天每平方米0.0005克的水。其他的前部防護薄膜會滲過數百倍的水分。
　　德西奧利說，這種薄膜也可以被碾壓，用的是同一種卷對卷工序，可用于儲存薄膜半導體，這可以削減生產成本。柔性的太陽能電池板也可以比玻璃板更大，因為靈活多樣性不需要支架系統，更容易運輸。裝配大型電池板組件的時間和費用可以大大低于拼集許多小板，他說。
　　“主要的價值是，我們的薄膜使制造商可以生產更大的組件，就用卷對卷工序。”德西奧利說。他說，雖然這種材料本身的成本并不低于玻璃，但它會降低整體成本，因為可以節省制造和安裝成本。
　　3M公司現在制造這種薄膜是在一個示范生產線上，并計劃明年量產。該公司表示，他們的客戶已經排成隊，但是德西奧利拒絕透露客戶名稱。