С развитием технологий растет спрос на энергию, и солнечная энергия, как чистый и возобновляемый источник, привлекает все большее внимание..
Фотоэлектрические панели, как одно из основных устройств для генерации солнечной энергии, имели свою эффективность и стоимость в качестве ключевых факторов, ограничивающих их широкое применение. Для решения этих проблем ученые постоянно изучают новые материалы и технологии. Среди них, Конструкционные пластики, обладающие превосходными комплексными свойствами, такими как высокая жесткость, низкая ползучесть, высокая механическая прочность, хорошая термостойкость и превосходная электроизоляция, стали важной альтернативой металлам в качестве конструкционных материалов при производстве фотоэлектрических панелей.
По данным институтов маркетинговых исследований, годовой объем производства на мировом рынке фотоэлектрических компонентов оценивается примерно в 4–5 миллиардов долларов США, причем более 50 млрд долларов США приходится на пластиковые компоненты.
Что такое инженерные пластики?
Инженерные пластики — это тип высокопроизводительного пластика, известного своими превосходными механическими свойствами, химической стойкостью, термической стабильностью и износостойкостью. Эти пластики служат инженерными материалами, способными заменить металлы в производстве деталей машин и других приложений. Они широко используются в различных отраслях промышленности, включая электронику, автомобилестроение, строительство, офисное оборудование, машиностроение, аэрокосмическую промышленность и многое другое.
Развитие инженерных пластиков не только поддерживает ключевые национальные отрасли промышленности и современные высокотехнологичные секторы, но и стимулирует трансформацию традиционных отраслей и корректировку структур продуктов. Их универсальность делает их пригодными для широкого спектра сложных инженерных приложений, предоставляя инновационные решения в различных секторах и играя решающую роль в современном производстве.
Применение различных конструкционных пластиков в фотоэлектрических панелях
01 Поликарбонат (ПК)
Поликарбонат — оптический пластик, известный своей высокой прочностью, ударопрочностью и прозрачностью. Он легче стекла, обладает хорошей устойчивостью к погодным условиям и устойчив к химической коррозии. Поликарбонат обычно используется в производстве защитных очков, защитных лицевых щитков, крышек автомобильных фар, панелей дисплеев и т. д.
Применение поликарбоната в фотоэлектрических панелях
(1) Материал корпуса: Поликарбонат, с его высокой прочностью, ударопрочностью и прозрачностью, часто используется в качестве материала корпуса для фотоэлектрических панелей. Он служит для защиты солнечных элементов и других важных компонентов от внешних повреждений окружающей среды, таких как удары, погода и УФ-излучение.
(2) Материал подложки: В фотоэлектрических панелях поликарбонат также может выполнять функцию материала заднего листа. Задний лист располагается на задней стороне солнечных элементов, обеспечивая структурную поддержку и защиту компонентов батареи. Задние листы из поликарбоната обеспечивают хорошую прочность и устойчивость к атмосферным воздействиям, эффективно защищая солнечные элементы и продлевая срок их службы.
(3) Уплотнительный материал: Фотоэлектрические панели требуют превосходной герметичности, чтобы предотвратить попадание влаги, пыли и других загрязняющих веществ внутрь панели. Поликарбонат может использоваться в качестве герметизирующего материала для инкапсуляции и защиты солнечных элементов и других компонентов, обеспечивая долгосрочную стабильную работу фотоэлектрических панелей.
(4) Оптическая волноводная пластина: Поликарбонатные материалы обладают высокой светопропускающей способностью, что делает их пригодными для изготовления оптических волноводных пластин. Оптические волноводные пластины используются для направления света от краев фотоэлектрической панели к области солнечного элемента, что повышает эффективность использования света.
Ключевые поставщики
Bayer AG, LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.
Преимущества поликарбоната
(1) Ударопрочность: поликарбонат демонстрирует превосходную ударопрочность, эффективно предотвращая поломку или повреждение панели.
(2) Высокая прозрачность: поликарбонат обладает превосходной прозрачностью, эффективно пропуская солнечный свет к слою солнечных элементов.
(3) Легкость: по сравнению с традиционными стеклянными материалами поликарбонат легче, что способствует снижению веса фотоэлектрических панелей, облегчая установку и транспортировку.
(4) Устойчивость к атмосферным воздействиям: поликарбонат обладает хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, устойчив к воздействию УФ-излучения, влажности и перепадам температур, сохраняя стабильность и долговечность панели.
Подводя итог, можно сказать, что поликарбонат широко используется в фотоэлектрических панелях, обеспечивая такие важные функции, как защита, поддержка, герметизация и оптическая передача, способствуя повышению производительности и надежности фотоэлектрических панелей.
02 Полиметилметакрилат (ПММА)
Полиметилметакрилат, также известный как акрил или акриловое стекло, — оптический пластик, характеризующийся превосходной прозрачностью и оптическими качествами. Он обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовому (УФ) излучению и исключительной устойчивостью к атмосферным воздействиям.
Применение полиметилметакрилата в фотоэлектрических панелях
(1) Оптические линзы: PMMA, с его хорошей прозрачностью и оптическими качествами, обычно используется в производстве оптических линз для фотоэлектрических панелей. Оптические линзы концентрируют свет на поверхности солнечных элементов, повышая эффективность поглощения света. Линзы PMMA имеют высокую пропускаемость, что позволяет более эффективно преобразовывать солнечный свет в электричество.
(2) Оптические волноводные пластины: Оптические волноводные пластины направляют свет от краев фотоэлектрических панелей к области солнечного элемента, повышая эффективность использования света. ПММА, обладающий высокой светопропускающей способностью, может использоваться для изготовления оптических волноводных пластин, оптимизируя распределение и пропускание света для повышения эффективности панели.
(3) Защитные кожухи и корпуса: PMMA также может служить защитным покрытием и корпусным материалом для фотоэлектрических панелей. Он обладает превосходной прозрачностью и ударопрочностью, эффективно защищая солнечные элементы и другие важные компоненты от внешних повреждений окружающей среды, таких как удары, погода и УФ-излучение.
Ключевые поставщики
Evonik Industries, Rohm Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Chimei Corporation, KOLON Industries, Inc., Kuraray Co., Ltd., Suzhou Double Elephant Microfibers Co., Ltd., Wanhua Chemical Group Co., Ltd., Huizhou Huifeng Chemical Co., Ltd.
Преимущества полиметилметакрилата
(1) Высокая прозрачность: ПММА обладает превосходной прозрачностью, эффективно пропуская солнечный свет к слою солнечного элемента, тем самым повышая эффективность поглощения света.
(2) Легкость: ПММА имеет низкую плотность, что делает его материалом, который может снизить общий вес фотоэлектрических панелей, облегчая установку и транспортировку.
(3) Устойчивость к атмосферным воздействиям: ПММА обладает хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, устойчив к воздействию УФ-излучения, влажности и перепадам температур, что продлевает срок службы панели.
(4) Ударопрочность: ПММА обладает хорошей ударопрочностью, эффективно защищая солнечные элементы и другие ключевые компоненты от внешних воздействий.
Подводя итог, можно сказать, что ПММА, используемый в качестве оптических линз, оптических волноводных пластин и корпусных материалов для фотоэлектрических панелей, обеспечивает превосходную прозрачность, легкие свойства, устойчивость к погодным условиям и ударопрочность. Он играет важную роль в улучшении эффективности поглощения света, распределения и передачи света, а также в защите солнечных элементов в фотоэлектрических панелях.
03 Полистирол (ПС)
Полистирол — оптический пластик с высокой прозрачностью и показателем преломления. Он обладает хорошей оптической однородностью и качеством поверхности, обычно используется в производстве оптических линз, подложек и оптических волноводов.
Применение полистирола в фотоэлектрических панелях
(1) Диэлектрический слой: Диэлектрический слой в фотоэлектрических панелях располагается между солнечными элементами и задним листом, служа для изоляции тока между элементами и другими компонентами, предотвращая короткие замыкания и повреждения. Полистирольная пленка может использоваться в качестве материала диэлектрического слоя, обеспечивая изоляционные свойства, которые эффективно изолируют ток.
(2) Оптическая волноводная пластина: Оптические волноводные пластины в фотоэлектрических панелях направляют свет от краев панели к области солнечного элемента, повышая эффективность использования света. Полистирол, обладающий высокой светопропускающей способностью, может использоваться в качестве материала для оптических волноводных пластин, помогая оптимизировать распределение и передачу света.
(3) Вспомогательные компоненты: Полистирол также может использоваться для вспомогательных компонентов в фотоэлектрических панелях, таких как опорные конструкции и соединители. Благодаря своей низкой плотности и хорошим характеристикам обработки полистирол может предложить легкие опорные и соединительные решения.
Ключевые поставщики
DOW (Dow Chemical), BASF, FINA, CHEVRON (Chevron Phillips Chemical Company), INEOS Styrolution, TotalEnergies, Styron (Trinseo), Sinopec, JSP (Jiangsu Sunplas Co., Ltd.).
Преимущества полистирола
(1) Низкая стоимость: полистирол — распространенный пластик с более низкими производственными затратами, что способствует снижению себестоимости производства фотоэлектрических панелей.
(2) Легкость: полистирол имеет низкую плотность, что делает его относительно легким, что позволяет снизить общий вес фотоэлектрических панелей, что упрощает установку и транспортировку.
(3) Эффективность изоляции: полистирол обладает хорошими изоляционными свойствами, эффективно изолируя ток и повышая безопасность и надежность фотоэлектрических панелей.
(4) Характеристики светопропускания: полистирол обладает высокой прозрачностью и светопропусканием, что способствует более эффективной передаче света в слой солнечных элементов, тем самым повышая эффективность поглощения света фотоэлектрическими панелями.
04 Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилен — это распространенный пластиковый материал, известный своей высокой прозрачностью и превосходной устойчивостью к химической коррозии. Обычно его используют в производстве пленок, упаковочных материалов, оптических покрытий и т. д.
Применение полиэтилена в фотоэлектрических панелях
(1) Материал подложки: Полиэтилен может использоваться в качестве материала для заднего слоя фотоэлектрических панелей. Задний слой располагается на задней стороне солнечных элементов, обеспечивая структурную поддержку и защиту компонентов батареи. Полиэтиленовые задние слои обладают хорошей прочностью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и химической коррозии, эффективно защищая солнечные элементы и продлевая срок их службы.
(2) Уплотнительный материал: Фотоэлектрические панели требуют эффективной герметизации для предотвращения попадания влаги, пыли и других загрязняющих веществ внутрь панели. Полиэтилен может использоваться в качестве герметизирующего материала для инкапсуляции и закрепления солнечных элементов и других компонентов, обеспечивая долгосрочную стабильную работу фотоэлектрических панелей.
(3) Вспомогательные компоненты: Полиэтилен также может использоваться для вспомогательных компонентов в фотоэлектрических панелях, таких как опорные конструкции и соединители. Благодаря своей низкой плотности и хорошим технологическим характеристикам полиэтилен может обеспечивать легкие опорные и соединительные решения.
Ключевые поставщики
Toray Industries, Inc., LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.
Преимущества полиэтилена как материала для фотоэлектрических панелей
(1) Низкая стоимость: полиэтилен — распространенный пластик с более низкими производственными затратами, что способствует снижению себестоимости фотоэлектрических панелей.
(2) Легкость: полиэтилен имеет низкую плотность, что делает его относительно легким, что позволяет снизить общий вес фотоэлектрических панелей, что упрощает установку и транспортировку.
(3) Устойчивость к атмосферным воздействиям: полиэтилен обладает хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, устойчив к воздействию ультрафиолетового излучения, влажности и перепадам температур, что продлевает срок службы панели.
(4) Устойчивость к химической коррозии: полиэтилен обладает хорошей стойкостью к химической коррозии и способен противостоять некоторым химическим веществам, что повышает долговечность фотоэлектрических панелей.
05 Политетрафторэтилен (ПТФЭ)
Политетрафторэтилен — оптический пластик, известный своей инертностью и высокой термостойкостью. Он обладает превосходной химической стойкостью, термостойкостью и низким коэффициентом трения, обычно используется в производстве оптических покрытий, уплотнительных материалов и оптических устройств в условиях высоких температур.
Применение политетрафторэтилена в фотоэлектрических панелях
(1) Диэлектрический слой: Политетрафторэтилен может использоваться в качестве одного из материалов диэлектрического слоя в фотоэлектрических панелях. Диэлектрический слой располагается между солнечными элементами и задним листом, изолируя ток между элементами и другими компонентами для предотвращения коротких замыканий и повреждений. ПТФЭ обладает превосходными изоляционными свойствами и устойчивостью к химической коррозии, эффективно изолируя ток.
(2) Уплотнительный материал: Фотоэлектрические панели требуют эффективной герметизации для предотвращения попадания влаги, пыли и других загрязняющих веществ внутрь панели. ПТФЭ, обладающий исключительной стойкостью к химической коррозии, высокой термостойкостью и низким коэффициентом трения, может служить отличным герметизирующим материалом, гарантируя долгосрочную стабильную работу фотоэлектрических панелей.
(3) Материал покрытия: ПТФЭ может использоваться в качестве материала покрытия для фотоэлектрических панелей, обеспечивая такие функции, как защита от загрязнения, устойчивость к царапинам, устойчивость к УФ-излучению и устойчивость к атмосферным воздействиям. Он обладает хорошей химической стойкостью и низкой поверхностной адгезией, что позволяет покрытию защищать поверхность панели от загрязнения и повреждений.
Ключевые поставщики
DuPont, LG Chem, Toray Industries, Inc., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.
Преимущества политетрафторэтилена как материала для фотоэлектрических панелей
(1) Устойчивость к высоким температурам: ПТФЭ обладает превосходной устойчивостью к высоким температурам, сохраняя стабильность в высокотемпературных средах, подходящих для условий работы фотоэлектрических панелей.
(2) Устойчивость к химической коррозии: ПТФЭ демонстрирует исключительную стойкость к химической коррозии, противостоя кислотам, щелочам и другим химикатам, тем самым продлевая срок службы панели.
(3) Низкий коэффициент трения: ПТФЭ имеет чрезвычайно низкий коэффициент трения, что снижает поверхностное трение и износ, повышая производительность и срок службы панели.
(4) Отличные антигрязевые характеристики: покрытия PTFE демонстрируют отличные антигрязевые характеристики, эффективно снижая прилипание грязи и пыли, поддерживая чистоту и эффективность поглощения света панелью. Важно отметить, что производство и применение PTFE требуют особого обращения и технических требований из-за его плохой адгезии к другим материалам. Поэтому при использовании PTFE в фотоэлектрических панелях необходимы соответствующие методы обработки и склеивания для обеспечения хорошей адгезии и взаимодействия с другими компонентами.
Перспективы развития и проблемы инженерных пластиков
Перспективы
Легкость и гибкость
Инженерные пластики обладают характеристиками легкости и гибкости, что делает их пригодными для применения в гибких фотоэлектрических технологиях и гибких батареях. Это облегчает реализацию более гибких и легких фотоэлектрических устройств в различных сценариях.
Снижение производственных затрат
Использование инженерных пластиков для фотоэлектрических материалов обычно влечет за собой более низкие производственные затраты по сравнению с традиционными стеклянными материалами. Это помогает снизить производственные затраты фотоэлектрических панелей, повышая коммерческую конкурентоспособность фотоэлектрической технологии.
Ударопрочность и атмосферостойкость
Инженерные пластики обладают хорошей ударопрочностью и атмосферостойкостью, обеспечивая защиту солнечных элементов и других компонентов в суровых условиях окружающей среды. Это повышает долговечность фотоэлектрических панелей, позволяя им стабильно работать на открытом воздухе в течение длительного времени.
Проблемы и вызовы
Инженерные характеристики
Фотоэлектрические панели требуют отличных оптических характеристик, включая такие факторы, как пропускание, показатель преломления и дисперсия. При разработке конструкционных пластиковых материалов крайне важно обеспечить, чтобы они могли обеспечить достаточную светопропускаемость и прозрачность для поддержания эффективности фотоэлектрических панелей.
Термическая стабильность
Фотоэлектрические панели работают в условиях высоких температур, поэтому необходимы конструкционные пластики с хорошей термостойкостью, чтобы предотвратить размягчение или деградацию пластиковых материалов, что может повлиять на производительность и срок службы панели.
Стойкость к УФ-излучению
Фотоэлектрические панели должны выдерживать воздействие УФ-излучения, чтобы предотвратить старение и пожелтение пластиковых материалов. Разработка инженерных пластиков с хорошей устойчивостью к погодным условиям и УФ-излучению представляет собой серьезную проблему.
Устойчивость
В области фотоэлектричества устойчивость и экологическое сознание становятся все более важными. Разработка перерабатываемых и повторно используемых инженерных пластиков и внедрение экологически чистых методов производства и утилизации являются важнейшими аспектами для обеспечения устойчивого развития в секторе фотоэлектричества.
В настоящее время применение инженерных пластиков в области фотоэлектричества является относительно новым и все еще находится на стадии исследований и разработок. Несмотря на существующие проблемы, с технологическими достижениями и инновациями перспективы применения инженерных пластиков в области фотоэлектричества остаются многообещающими, имея потенциал для привнесения дополнительных преимуществ и инноваций в фотоэлектрическую технологию.
