Intro :
La qualité du verre solaire, des feuilles arrière et des matériaux d'encapsulation, qui sont des composants clés de la stratification des cellules solaires, affecte la fiabilité des modules solaires. Tout composant de mauvaise qualité accélère le vieillissement du module solaire. Des feuilles arrière de panneaux solaires de qualité inférieure peuvent entraîner une baisse des performances, une augmentation des coûts de maintenance et des coûts supplémentaires liés à l'inspection et à l'évaluation en laboratoire ou au remplacement. Par conséquent, il est essentiel de s'assurer que vos panneaux solaires sont équipés de backsheets de haute qualité pour garantir la durabilité à long terme de vos modules photovoltaïques.
Contenu :
- Qu'est-ce qu'une feuille arrière de panneau solaire ?
- Quelles sont les certifications requises pour les feuilles arrière des panneaux solaires ?
- Quelle est la structure de la feuille arrière de panneau solaire ?
- Quels sont les différents types de feuilles arrière des panneaux solaires ?
- Quelles sont les fonctions des feuilles arrière de panneaux solaires ?
- Quelle feuille arrière convient le mieux à vos panneaux solaires ?
- Pourquoi la feuille arrière des panneaux solaires présente-t-elle des problèmes ?
- Quelles sont les tendances du marché des feuilles arrière ?
Qu'est-ce qu'une feuille arrière de panneau solaire ?
La feuille arrière d'un panneau solaire est la couche la plus externe d'un module photovoltaïque et joue plusieurs rôles cruciaux. Elle est principalement conçue pour protéger les cellules photovoltaïques et les composants électriques internes, tout en assurant l'isolation électrique.
En outre, le backsheet agit comme une barrière robuste contre les intempéries, protégeant le module contre les éléments environnementaux tels que la pluie, l'humidité et d'autres conditions défavorables.
Les backsheets sont généralement disponibles en blanc, noir, blanc à l'extérieur et noir à l'intérieur, et en couleurs transparentes (backsheets transparents). La couleur blanche favorise la réflexion de la lumière de l'espace entre les cellules vers la surface avant, une partie de la lumière sera réfléchie vers la cellule solaire, augmentant l'utilisation de l'énergie lumineuse par la cellule solaire, ce qui favorise l'amélioration de l'efficacité de la conversion photoélectrique, les feuilles arrière noires sont plus populaires auprès des clients en Europe parce qu'elles ont un meilleur aspect sur le toit.
Quelles sont les certifications requises pour les feuilles arrière des panneaux solaires ?
Les panneaux solaires doivent généralement être certifiés par le TUV, un organisme d'essai et de certification internationalement reconnu. La certification TUV implique principalement des tests de décharge partielle pour garantir que la qualité et les performances de la feuille arrière répondent à des normes et exigences spécifiques.Les feuilles arrière de panneaux solaires doivent généralement être certifiées TUV, un organisme de test et de certification internationalement reconnu. La certification TUV implique principalement des tests de décharge partielle pour s'assurer que la qualité et les performances de la feuille arrière répondent à des normes et à des exigences spécifiques. L'industrie photovoltaïque recherchant sans cesse une plus grande efficacité dans la production d'énergie, certaines feuilles arrière solaires à haute performance ont également une meilleure réflectance de la lumière afin d'améliorer l'efficacité de la conversion photovoltaïque des modules solaires.
Quelle est la structure de la feuille arrière du panneau solaire ?
À l'origine, les feuilles arrière des panneaux solaires avaient une structure à trois couches (PVDF/PET/PVDF). La couche externe de PVDF offre une excellente résistance à la corrosion environnementale, la couche intermédiaire de PET assure l'isolation et la couche interne de PVDF, combinée à l'EVA, garantit une bonne adhérence. Pour réduire les coûts et prendre en compte les facteurs environnementaux, des structures de feuilles arrière sans fluor, telles que la structure APE, ont été introduites.
Une feuille arrière typique est composée de trois couches centrales :
Couche protectrice extérieure (couche de protection contre les intempéries) : Pour une résistance optimale aux intempéries, le matériau de la couche extérieure contient généralement du fluor. Le PVF et le PVDF sont des polymères bien connus pour leur grande résistance aux intempéries. Certains fabricants utilisent également le THV, l'ETFE, l'ECTFE et le PTFE enduit.
Couche intermédiaire : Cette couche sert de support et doit résister aux fluctuations de température. Elle doit avoir des propriétés mécaniques stables, une excellente isolation électrique et une faible perméabilité aux gaz et à la vapeur. Le PET modifié est couramment utilisé.
Couche adhésive de laminage : Les films fluorés non modifiés et le PET ont une faible adhérence à l'EVA, c'est pourquoi on utilise des matériaux fluorés modifiés ou des adhésifs comme les films EVA, PE ou PA.
Quels sont les différents types de feuilles arrière des panneaux solaires ?
Les backsheets se répartissent en trois catégories principales : les bifluoropolymères, les monofluoropolymères et les non-fluoropolymères, avec de multiples variations structurelles au sein de chaque catégorie.
1.
Feuille arrière composite à film de fluor double face
A. Feuille dorsale TPT (PVF/PET/PVF)
La feuille dorsale TPT, qui utilise un procédé composite, est le type le plus courant de feuille dorsale double face en fluoropolymère disponible sur le marché. Elle combine le film fluoré PVF de marque Tedlar de DuPont (États-Unis) avec une couche intermédiaire de film de base PET, le tout étant collé ensemble avec de l'adhésif. Le fluor interne protège le PET de la corrosion due aux UV et, grâce à un traitement spécial et à l'encapsulation du film adhésif, il améliore l'adhérence. Le matériau extérieur en fluorine protège l'arrière du module solaire contre l'humidité, la chaleur et l'érosion due aux UV.
B.Feuille arrière KPK (PVDF/PET/PVDF)
Par rapport au TPT, la feuille arrière KPK se distingue par l'utilisation d'un film PVDF pour les couches de fluor interne et externe. Ce type de feuille est connu pour sa grande résistance mécanique, son excellente résistance à l'irradiation, sa bonne stabilité chimique et sa résistance à la corrosion par les acides, les alcalis, les agents oxydants puissants et les halogènes à température ambiante. A l'origine, cette feuille était appelée feuille KPK, fabriquée à partir du film de fluorine PVDF de la marque Kynar d'Arkema France.
C.Feuille dorsale KPF (PVDF/PET/Fluor Skin Film)
La feuille arrière KPF utilise un procédé composite, laminant un film PVDF fluoré sur une face du film de base PET à l'aide d'un adhésif. Sur l'autre face, une résine de fluor mélangée à du dioxyde de titane est appliquée uniformément sur le film de base en PET par un procédé de moulage. Après un processus de maturation à haute température, ce revêtement forme une pellicule de fluor autocollante, différente des revêtements de fluor traditionnels qui ont tendance à se décoller facilement. La pellicule de fluor répond aux exigences de haute performance des produits étrangers en fluor, y compris la résistance aux UV et à l'eau, tout en réduisant considérablement les coûts.
2.Feuille arrière composite à film fluoré simple face
A.Feuille arrière de type TPE (PVF/PET/PE)
La feuille arrière de type TPE (PVF/PET/PE) utilise principalement du PE (film polyoléfine) à la place du film fluor interne. En raison de la protection fluorine unilatérale, elle n'offre pas le même niveau de protection que la structure TPT, ce qui la rend moins apte à résister aux tests de vieillissement UV à long terme. Cependant, elle constitue une alternative rentable avec des coûts inférieurs à ceux de la structure TPT.
B.Feuille arrière de type KPE (PVDF/PET/PE)
La feuille arrière de type KPE (PVDF/PET/PE) repose en grande partie sur le PE (film de polyoléfine) comme substitut du film de fluor interne. Avec une protection au fluor sur une face, sa performance de protection n'est pas aussi robuste que celle de la feuille dorsale de type KPK, et elle peut avoir du mal à supporter des tests de vieillissement UV prolongés. Néanmoins, elle constitue une solution plus économique que la structure FPF.
3
.Polymères non fluorés :
Cette catégorie comprend deux couches de PT et un apprêt ou une couche d'EVA, ce qui en fait le choix le plus rentable. Bien qu'il ait été moins favorisé dans le passé en raison de la dégradation potentielle due à une exposition prolongée aux UV ou à l'hydrolyse, les progrès de la chimie des polycools et de l'ingénierie de production ont facilité le développement de films de polycools hautement résistants aux UV.
Les modules solaires IBC de Maysun Solar utilisent une feuille arrière TPE, caractérisée par sa haute résistance aux UV, ses propriétés antivieillissement et sa faible perméabilité à l'eau, et revêtue d'un film PVF (Tedlar). Ce choix est à la base de notre engagement à offrir une garantie de qualité de 25 ans.
Quelles sont les fonctions des feuilles arrière de panneaux solaires ?
1
. Résistance aux contraintes mécaniques :
La feuille arrière joue un rôle essentiel dans le renforcement de l'intégrité structurelle des modules solaires. Elle sert de bouclier protecteur contre diverses contraintes mécaniques susceptibles de causer des dommages. Ces contraintes englobent des forces telles que la pression, les impacts, les vibrations et des facteurs externes tels que le vent, la neige, la chute d'objets ou l'activité sismique. Sans une feuille arrière fiable, les cellules solaires et les composants électriques sont susceptibles d'être endommagés par ces sources.
2.
Protection contre la pénétration de l'eau et de la poussière :
L'une des principales fonctions de la bâche arrière est d'agir comme une barrière contre l'infiltration d'eau et de poussière. Les particules d'eau et de poussière peuvent entraîner la corrosion et la formation de piqûres, ce qui constitue une menace pour les cellules photovoltaïques. Le rôle de la feuille arrière est de protéger contre les dommages liés à l'humidité, notamment la corrosion des connexions électriques, la dégradation de l'isolation et le risque de court-circuit. Elle protège également contre l'accumulation de poussière à la surface des cellules, qui peut réduire l'efficacité du système, voire entraîner des interruptions de fonctionnement.
3.
Protection contre les rayons ultraviolets (UV) :
Les feuilles arrière des panneaux solaires constituent une défense cruciale contre les effets potentiellement nocifs des rayons UV. Les rayons UV peuvent entraîner la dégradation des matériaux semi-conducteurs contenus dans les cellules solaires, ce qui diminue leur performance et leur efficacité. La feuille arrière agit comme un bouclier, protégeant les cellules des rayons UV. Il est important de noter qu'avec le temps, tous les backsheets subissent un changement de couleur dû à l'exposition aux UV. Bien qu'un changement de couleur ne soit pas nécessairement le signe d'une feuille arrière défectueuse, des changements de couleur importants et des signes de détérioration peuvent justifier une inspection plus poussée."
4. Gestion des contraintes de température :
Les backsheets jouent également un rôle essentiel dans la gestion des contraintes liées à la température dans les modules photovoltaïques. Les cellules solaires sont soumises à un stress thermique lorsqu'elles sont exposées à une chaleur ou à un froid extrêmes, ce qui peut avoir un impact sur leur efficacité. Les backsheets agissent comme des isolants, protégeant le système contre les températures extrêmes et atténuant le stress thermique. En outre, ils contribuent à réguler l'absorption de la chaleur solaire en empêchant les photons à haute énergie d'atteindre les cellules photovoltaïques, évitant ainsi une surchauffe susceptible de compromettre les performances. Lorsque les températures dépassent un certain seuil, l'efficacité des cellules solaires diminue, ce qui rend essentiel le contrôle de l'apport de chaleur. Les couches arrière jouent un rôle important dans la réduction de l'apport de chaleur solaire et la prévention de la surchauffe des cellules.
5.
Intégrité diélectrique :
Un panneau solaire fonctionne comme un système électrique isolé, nécessitant une immunité aux interférences électriques externes. La feuille arrière sert de bouclier protecteur, empêchant la conductivité électrique entre la cellule solaire et son environnement. La rigidité diélectrique est une mesure de la capacité d'un matériau à résister au potentiel électrique sans subir de rupture ou de perte d'isolation. Les matériaux dotés d'une rigidité diélectrique élevée peuvent supporter des tensions élevées sans subir de défaillance diélectrique. Le maintien de l'intégrité électrique de la feuille arrière est essentiel pour éviter les interférences externes avec les cellules solaires et garantir un fonctionnement efficace et sans perturbations du système. Il est essentiel d'utiliser le bon type d'alaise dorsale pour isoler les cellules solaires afin de minimiser le risque de court-circuit et d'autres problèmes électriques.
Quelle feuille arrière convient le mieux à vos panneaux solaires ?
Il existe une multitude de types de panneaux solaires, chacun ayant des besoins spécifiques en ce qui concerne le choix de sa feuille de protection. Dans la plupart des cas, les backsheets normaux sont suffisants pour répondre aux exigences des panneaux solaires PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Cependant, lorsqu'il s'agit de panneaux solaires TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) de type N ou N, une approche plus spécialisée est nécessaire.
Pour les panneaux solaires TOPCon de type N et N, il est essentiel d'opter pour une feuille arrière présentant un taux de perméabilité à l'eau de ≤0,15 gramme par mètre carré ou une feuille arrière en verre totalement imperméable. Cette sélection doit également être associée à l'utilisation appropriée de films POE (élastomère de polyoléfine) et EPE (élastomère d'éthylène-propylène) afin de garantir un fonctionnement sûr et fiable de ces panneaux solaires.
Les panneaux solaires HJT (hétérojonction) placent la barre encore plus haut en termes d'exigences de perméabilité à l'eau. Les feuilles de support standard ne peuvent tout simplement pas répondre à la demande stricte de perméabilité à l'eau nulle. Par conséquent, la seule option viable est d'opter pour une feuille arrière en verre. Maysun a introduit des modules solaires HJT dotés d'une conception en verre double face pour répondre à ces critères exigeants.
Il convient de noter qu'un nombre limité de panneaux solaires TOPCon et HJT de type N optent pour des feuilles arrière PAPF (Polymer-Aluminum-Polymer Film). Toutefois, ce choix s'accompagne d'un risque inhérent de fuite électrique et n'a pas encore fait l'objet d'une validation expérimentale complète. Par conséquent, son adoption à grande échelle reste limitée
Pourquoi la feuille arrière des panneaux solaires présente-t-elle des problèmes ?
1.
Un matériau de base de qualité médiocre :
L'une des principales raisons de la défaillance de la feuille arrière est l'utilisation de matériaux bon marché, en particulier le PET à faible stabilité, dans la couche centrale. Si les polymères PET offrent une isolation électrique convenable, ils sont très sensibles à l'humidité et à la lumière du soleil, ce qui les rend inadaptés aux applications extérieures.
2.
Les mesures de réduction des coûts :
Pour des raisons de coût, les fabricants ont progressivement réduit l'épaisseur de la couche protectrice extérieure, tandis que l'âme en PET reste vulnérable à l'humidité. Le marché est inondé de dorsaux comportant des films extérieurs en fluoropolymère d'une épaisseur inférieure à 20 microns, ce qui représente une réduction significative par rapport aux 40+ microns précédents. Dans certains cas, la couche "protectrice" extérieure peut être aussi fine que 10 microns, ce qui rend la feuille dorsale très vulnérable aux dommages accélérés.
3.
Des pratiques de production axées sur les coûts :
Certaines lacunes dans le processus de certification permettent aux fabricants de rogner sur leurs méthodes de production. Ils peuvent notamment s'approvisionner en composants de la nomenclature auprès de divers fournisseurs et utiliser une gamme d'adhésifs qui peuvent ne pas répondre aux normes de certification les plus récentes. Comme on peut s'y attendre, cette pratique peut entraîner des défaillances de la feuille arrière, ce qui rend difficile l'identification de la cause exacte de chaque défaillance.
Quelles sont les tendances du marché des feuilles arrière ?
1.
Par produit :
En 2016, TPT s'est assuré une part de marché de plus de 12 % sur le marché solaire. Dans le paysage industriel actuel, cette technologie constitue une alternative économiquement viable aux configurations TPT. Ces produits ont gagné en importance grâce à la disponibilité de technologies de feuilles auxiliaires rentables et efficaces. Les progrès technologiques rapides visant à améliorer la flexibilité et l'efficacité opérationnelles devraient stimuler la demande pour ces produits.
2.
Par épaisseur :
Les feuilles arrières d'une épaisseur inférieure à 100 microns sont appelées à connaître une forte croissance, en raison de la réduction des coûts des produits et de leur déploiement à grande échelle dans les applications solaires à petite et grande échelle. La mise en œuvre basée sur les services publics et l'adoption continue de la technologie photovoltaïque pour établir des portefeuilles d'énergie durable dans divers secteurs développeront le marché des feuilles de protection des panneaux solaires pour les épaisseurs supérieures à 500 microns.
3.
Par matériau :
Les fluoropolymères représentent plus de 50 % du marché mondial des panneaux solaires, principalement en raison de leur adoption rapide et de leur durée de vie prolongée. Ces produits offrent une efficacité et des propriétés d'isolation supérieures à celles des produits non fluorés. Toutefois, ces dernières années, on a assisté à une évolution vers des technologies auxiliaires plus propres, les consommateurs privilégiant les options sans fluor.
4.
Par technologie :
Le marché des feuilles arrières pour panneaux solaires cristallins devrait croître de plus de 4 % d'ici 2024. La prévalence accrue des cellules cristallines et leur déploiement à grande échelle ont augmenté la demande de matériaux de support et d'isolation. L'amélioration de l'efficacité des produits et le développement de structures de panneaux compactes stimuleront l'adoption de technologies de backsheet avancées dans les modules photovoltaïques cristallins.
Maysun Solar propose une large gamme de panneaux solaires, notamment des panneaux à bardeaux, des panneaux semi-découpés, des panneaux à cadre noir, des panneaux à cadre noir intégral et des panneaux à cadre argenté. Ces panneaux solaires sont fabriqués avec des feuilles de protection solaire d'excellente qualité pour protéger vos panneaux solaires des forces extérieures. Maysun Solar dispose de bureaux et d'entrepôts dans le monde entier et a établi de solides relations de coopération avec des installateurs de renom. Notre processus d'installation des panneaux solaires est simple et facile, ce qui garantit une production et une maintenance continues d'énergie propre. Si vous avez des questions sur le photovoltaïque ou si vous souhaitez connaître les derniers prix des modules, n'hésitez pas à nous contacter.
Référence：
Saurenergy (2018b) BACKSHEETS selecting the right materials for solar modules & EVA.
Solaradvisor (2021) 'Solar Panel Backsheets: [All To Know About] | Solartechadvisor,' Solartechadvisor, 28 November.
manager@vishakharenewables (2023) How does backsheet quality impact modern solar PV modules?
Spw (2020) How backsheet quality impacts modern solar PV modules.
What is a solar cell backsheet? What is the function of a module backsheet?_Mibet New Energy (no date). https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2308172.html.
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