新有灵犀：纯POE胶膜的涅槃之路

纯POE胶膜是光伏组件封装的王者，相比较EVA或者共挤型POE，纯POE具有四大优势：

1. 更低的玻璃化转变温度;

2. 更低的水汽透过率;

3. 更好的电气绝缘性能;

4. 更好的化学稳定性;

这些都是材料的本质特性，不过多依赖配方就可以实现，也充分契合了当下以晶硅技术路线为主的光伏行业的发展趋势：硅片减薄，多层吸收(钝化)，开压提升和降低银耗。

当然，POE的特性也带来了不利的一面，具体体现在交联反应速率慢，功能助剂易析出和透光率偏低三个层面。这也使得在组件制造过程中使用纯POE时，总是存在工艺和生产效率问题。

浙江祥邦科技一直坚持纯POE的封装路线，在2022年初隆重推出的第二代纯POE光伏封装胶膜，命名为“灵犀”，寓意中不仅体现犀牛皮一般坚韧耐候的性能，同时新一代的纯POE胶膜通过特有的技术手段，解决或者缓解了第一代POE的工艺缺陷，体现出适应不同生产条件和工艺要求的灵动一面。

01

“灵犀”纯POE胶膜的快

传统纯POE胶膜反应速度比EVA胶膜慢的原因是叔碳自由基团的反应活性比较低。如下图是过氧化物引发的自由基交联反应原理：

反应(1)是过氧化物分解出自由基;

反应(2)是自由基进攻聚合物分子链中的叔碳，形成大分子自由基;

反应(3)是大分子自由基两两耦合产生分子间交联;

EVA的分子链中由于醋酸乙烯酯基团中氧原子上的未键合电子对的存在，EVA的分子链更容易被自由基进攻，形成多个反应中心，其大分子自由基之间的耦合几率比POE要大很多。

但是，在自由基的反应中，引发剂的分解形成自由基的过程是整个过程中的慢反应(反应1)，控制着整体交联反应的速率。

同时，大分子自由基产生以后，并不一定两两耦合，也有可能诱导分解尚未反应的引发剂。产生自由基向引发剂的转移，徒然消耗一个自由基活性中心。

第三，引发剂浓度较低，四周包围了聚合物，在大分子自由基形成以后，需要及时向其他活性中心扩散。不然自由基活性中心就有可能产生各种副反应。

“灵犀”纯POE胶膜在交联引发剂上做了特殊设计，结合独创的工艺技术，从以上三个自由基交联反应的原理出发，提高引发剂的分解速率，降低诱导转移和提高活性中心扩散。极大提高了POE的反应速率，显著提高组件层压效率。

POE在145℃下的储能模量正比于交联度，展现“灵犀”纯POE胶膜在交联速度方面的显著改善。

02

“灵犀”纯POE胶膜的黏

POE分子是非极性的，而几乎所有光伏胶膜中的功能助剂都是极性物质，这就使得助剂的吸收相对于EVA要缓慢很多，加之扩散的作用，传统纯POE胶膜在玻璃或者放置电池片的时候，由于助剂的析出，就会使得电池或玻璃在纯POE胶膜上相对滑移。

这个现象随着近几年玻璃的爬电距离减小、焊带数目增加、玻璃压花深度减小和产线节拍加快等变化，容忍POE滑移的空间越来越小。

“灵犀”纯POE胶膜在防止助剂迁移上动用了各种手段，包括助剂结构的改变和物理加工方式上的优化，增加了助剂和POE粒子的相容性，使得胶膜表面在相同条件下的助剂析出显著改善。

如下数据是胶膜表面的动摩擦系数，由于涉及工艺变化，也在对比不同批次的纯POE胶膜差异：

03

“灵犀”纯POE胶膜的透

我们一般认为，纯POE胶膜的透光率比较低，因为其结晶度较高。

其实不然。

下图是典型的EVA和POE用DSC测试出来的熔融曲线。可以看到EVA的结晶度(7.62%)实际上比POE(4.78%)要高不少。

我们认为，POE的透光率与其片晶厚度分布较宽有关系。从上图DSC曲线可以看出来，POE的结晶熔程更宽，说明其结构中片晶的厚度差异较大。

“灵犀“纯POE胶膜使用成核剂的方式，收敛POE中片晶的厚度分布，从而一定程度上提高了纯POE胶膜的透光率。

04

“灵犀”纯POE胶膜的薄

纯POE胶膜由于粒子原料只有少数几家跨国化工巨头可以提供，所以供应上的安全问题一直掣肘纯POE胶膜大规模地应用。

其实扩大原材料不但可以开源——目前很多国内化工厂家正在攻关POE粒子的制造，也可以尝试节流——利用POE的密度优势，降低胶膜厚度，提升单位重量胶膜的产出，同时实现组件制造商原材料降本的目的。

“灵犀”纯POE胶膜克服了低克重下胶膜生产不稳定的工艺问题，扩大产品范围，能稳定提供280-500g/m²的样品。

随着电池栅线的增加和焊带直径的降低，从应力角度，组件对胶膜的厚度要求随之减小。但是胶膜厚度的减薄又对抗PID性能提出了新的要求。

总 结

操吴戈兮被犀甲，车错毂兮短兵接。

中国古代先秦时期就将犀牛皮用于制作战场上的铠甲。而如今光伏组件整齐排列在世界各地，为人类的能源安全而战斗，身上自然少不了如犀牛皮般坚韧的保护。

浙江祥邦科技荣誉推出的“Rhino-灵犀”纯POE封装胶膜，克服了传统纯POE胶膜的缺陷，具有防滑(黏)，高透光(透)，交联速度快(快)，低克重下性能保持稳定(薄)的特点。经过大量的实证和量产线验证，灵犀纯POE胶膜，在Topcon为准的N型电池上有优异的表现，为低成本的可靠稳定的光伏能源提供持续助力。