Warum Silikonharz in der Optikindustrie verwenden?

Die erneuerbare Energie aus Photovoltaik (PV) hat sich als zentraler Treiber für die globale grüne Transformation und die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen etabliert und ist in den letzten Jahren in eine neue Ära rasanter Entwicklung eingetreten. Mit der zunehmenden Größe von PV-Kraftwerksbauten und deren Anwendungen unter komplexen Umweltbedingungen erweitert sich die Branche’Die technischen Anforderungen an die Leistung von Verkapselungsmaterialien und Rückseitenfolien-Klebstoffen steigen weiter an. Die Auswahl hochwertiger Harzmaterialien wirkt sich nicht nur direkt auf die Anfangseigenschaften von Solarmodulen aus, sondern bestimmt auch deren Stabilität, Haltbarkeit und die Effizienz der Stromerzeugung. Hohe Anforderungen an Hitzebeständigkeit, starke Haftung, Witterungsbeständigkeit und langfristige Sicherheit setzen neue Maßstäbe für die Zuverlässigkeit solcher Anwendungen, insbesondere für Module mit einer erwarteten Lebensdauer von mehr als “25+ Jahre.”

Silikonharze zeigen aufgrund ihrer einzigartigen chemischen Struktur und physikalischen Eigenschaften außergewöhnliche Vorteile bei der Verkapselung und Rückseitenfolienverklebung von hochwertigen Photovoltaikmodulen. Es gibt verschiedene Arten von Silikonharzen, wie MQ-, MDT- und Q-Typ, und die Art des Harzes—bestimmt durch seine molekulare Struktur und funktionelle Gruppen—beeinflusst seine Eignung für spezifische Anwendungen in Verkapselung, Beschichtungen, Klebstoffen und wasserabweisenden Mitteln. Bestimmte Arten von Silikonharzen bieten spezifische Vorteile für Verkapselungs- und Rückseitenfolien-Klebstoffanwendungen in Photovoltaikmodulen, wie verbesserte Haltbarkeit, Flexibilität und Kompatibilität mit verschiedenen Substraten. Diese Harze dienen als Schlüsselbindemittel und Beschichtungen für Modulschichten und bieten Kompatibilität mit verschiedenen Materialien, wodurch eine robuste Grundlage für die hohe Effizienz und ultra-lange Lebensdauer von Photovoltaiksystemen geschaffen wird.

Es gibt sechs Aspekte zur Einführung von Silikonharz in der optischen Industrie:

• Welche Anforderungen stellt die Photovoltaikindustrie?
• Welche Rolle spielt der Rückseitenfolien-Klebstoff?
• Was sind die Eigenschaften von Silikonharz?
• Was sind die Anwendungsvorteile von Silikonharzen bei der Verkapselung von Photovoltaikmodulen?
• Wie wird Silikonharz in Rückseitenfolienklebstoffen eingesetzt?
• Wie lässt sich die Leistung von optischen Silikonharzen verbessern?

1. Welche Anforderungen stellt die Photovoltaikindustrie?

Laut Statistiken maßgeblicher Institutionen wie der Internationalen Energieagentur (IEA) und der China Photovoltaic Industry Association (CPIA) überstieg die weltweit installierte Photovoltaikleistung im Jahr 2023 1.200 GW. In einer derart großvolumigen Industrie benötigen PV-Module Harz-Verkapselungsmaterialien und Klebstoffe, die Langlebigkeit und Stabilität über einen weiten Temperaturbereich gewährleisten. Die Branche steht jedoch vor Herausforderungen wie “begrenzte Landressourcen, hoher Umweltdruck und intensiver Produktpreiswettbewerb.” Effiziente, langlebige und an raue Bedingungen anpassbare Modulverkapselungstechnologien—unterstützt durch modernste Silikonharze und organische Harze—werden in diesen Anwendungen dringend benötigt.

Szenarien wie Freiflächenanlagen, Wohndächer, BIPV sowie die Exposition gegenüber Wüsten, Gezeitenzonen oder feuchten Klimazonen stellen folgende Anforderungen an Verkapselungs- und Rückseitenfolienklebstoffe:

(1) Langzeitbeständigkeit gegen hohe Temperaturen, niedrige Temperaturen, Feuchtwärme, UV-Strahlung und Bewitterung im Freien;

(2) Widerstand gegen extreme klimatische Herausforderungen wie Salznebel, sauren Regen, Staubstürme und Eis/Schnee mit geringem Viskositätsverlust; fortschrittliche Siliconharze tragen dazu bei, den Viskositätsverlust unter diesen extremen Bedingungen zu reduzieren.

(3) Äußerst geringe Wasserdampfdurchlässigkeit und hervorragende elektrische Isoliereigenschaften—direkt bezogen auf die Oberflächeneigenschaften und Wasserabweisung des Siliconharzes;

(4) Starke, dauerhafte Haftung und Grenzflächenkompatibilität mit Folien, Glas und anderen Materialien;

(5) Die Industrie überwindet weiterhin die Grenzen traditioneller Materialien wie EVA und POE durch die Einführung neuer, leistungsstarker Siliconharze—diese nicht-reaktiven vernetzten Harze, kombiniert mit maßgeschneiderten Methyl- oder Vinylgruppen, bieten eine “tiefgreifende Schutzbarriere”.

Um den sich entwickelnden Anforderungen der Photovoltaikindustrie gerecht zu werden, ist es unerlässlich, hochleistungsfähige Materialien einzusetzen und Best Practices zu befolgen. Dieser Ansatz gewährleistet optimale Ergebnisse bei Modulleistung und Langlebigkeit.

2. Welche Rolle spielt die Rückseitenfolienklebstoff?

Ein typisches Photovoltaikmodul besteht aus fünf Schichten: “Glas/Klebefilm/Solarzelle/Klebefilm/Rückseitenfolie.” Die Kernkomponenten umfassen den Einkapselungsklebefilm und den Rückseitenfolienklebstoff. Solche Klebstoffe und Einkapselungsfolien werden sorgfältig aufgrund ihrer Aushärtungskinetik, Aushärtungstemperaturen und Kompatibilität ausgewählt. Es ist wichtig, die Kompatibilität zu prüfen und technische Datenblätter vor der Anwendung durchzusehen, um eine ordnungsgemäße Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.

(1) Der Einkapselungsklebefilm wird hauptsächlich verwendet, um die Solarzellen zwischen Glas und Rückseitenfolie zu sandwichieren und dadurch mehrere Funktionen wie Abdichtung, Isolierung, Dämpfung und Schutz zu erreichen, was einen stabilen Harzrücken erfordert, um Vergilbung zu verhindern und Haltbarkeit unter UV-Strahlung und hohen Temperaturen sicherzustellen.

(2) Der Rückseitenfolienklebstoff/Einkapselungsklebstoff bietet nicht nur physikalische Funktionen wie Verbindung, mechanische Lastaufnahme, Wasserdichtung und Staubschutz, sondern bestimmt auch die langfristige Stabilität und Sicherheit “Lebensdauer” des Moduls während des Betriebs im Freien. Siliconharz ist hitzebeständiger, witterungsbeständiger und chemikalienbeständiger als viele konkurrierende Harze, Epoxid- oder Acrylatoptionen.

(3) Wenn das Dichtungsmaterial nicht ausreichend alterungsbeständig ist, ist es sehr anfällig für Fehlermodi wie “Mikrorisse, Delaminierung, PID, Feuchtigkeitseindringung, Kurzschlüsse, Erosion und Vergilbung,” was Farbe, Erzeugungsleistung und Produktlebensdauer beeinträchtigt.

3. Was sind die Eigenschaften von Siliconharz?

Silikonharz ist ein vernetztes Polymermaterial mit einer Si-O-Si-Hauptkette und zahlreichen umgebenden organischen Gruppen, typischerweise Methylgruppen, die hydrophobe wasserabweisende Eigenschaften verleihen. Die dreidimensionale Netzwerkstruktur ist stark vernetzt, und der Abstand zwischen den “O” Atomen in der Hauptkette ist relativ groß, was eine “ausgewogene Steifigkeit und Flexibilität verleiht,” characteristic—ein entscheidender Vorteil gegenüber Beschichtungen auf Basis von Natriumsilikat oder reinem Epoxidharz. Silikonharz kann in flüssiger Form verwendet werden. Darüber hinaus können in Silikonharzen vorhandene Vinylgruppen Additionsreaktionen eingehen, die oft durch Platin katalysiert werden, um eine Vernetzung und Aushärtung bei moderaten Temperaturen zu erreichen. Bei der Herstellung oder Modifizierung von Silikonharzen ist es wichtig, die korrekten Mengen jeder Komponente abzumessen, um eine optimale Leistung und konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.

(1) Extrem hohe thermische Stabilität, hitzebeständig (Glasübergangstemperatur >200°C, kurzzeitige Hochtemperaturen >350°C);

(2) Starke Korrosionsbeständigkeit, Hydrolysebeständigkeit, beständig gegen Säure, Alkali, Salz, Ozon und UV-Strahlung ohne Zersetzung;

(3) Hervorragende Isoliereigenschaften (Widerstand auf 10¹⁴Ω·cm-Niveau, kann Spannungsdurchschlag ohne Verkohlung standhalten);

(4) Niedrige Oberflächenenergie, hydrophob und oleophob, Wasserabweisung entscheidend zur Verhinderung von Feuchtigkeitseintritt während Kontakt und Betrieb;

(5) Einstellbare Viskoelastizität und Flexibilität, widersteht Rissbildung unter Windlasten, Temperaturspannungen oder mechanischen Spannungen dank der vernetzten Harzstruktur;

(6) Hohe Lichtdurchlässigkeit und Vergilbungsbeständigkeit (Farbstabilität), mit minimalen Absorptionsverlusten über das gesamte Sonnenspektrum (insbesondere das sichtbare Spektrum);

(7) Kann verschiedenen chemischen Modifikationen unterzogen werden, um Haftung, Aushärtungsreaktion und Grenzflächenkompatibilität mit verschiedenen Substraten wie Glas, Folien, Rückseitenfolien und Siliziumwafern zu verbessern.

XJY-8206  Methyl Vinyl Siloxane Resin

Es wird durch Polymerisation von tetrafunktionellem Siloxan (Q) und monofunktionellem Methylsiloxan (M) hergestellt. Silikonpolymere und Silikonverbindungen aus VMQ-Materialien bieten einen breiten Temperaturbereich, Verschleißfestigkeit, Wetterbeständigkeit, Beständigkeit gegen Druckgerinnung, Beständigkeit gegen ultraviolett Strahlung und andere physikalische Eigenschaften und können in der Elektronik- und Elektroindustrie, LED und anderen Branchen eingesetzt werden.

XJY-8206N Serie Lösung Methylvinyl-MQ-Silikonharz

Es ist farblos und transparent und besteht aus Vinyl-MQ-Silikonharz und Vinyl-Silikonöl. Es kann für LSR verwendet werden（optisches flüssiges Silikonkautschuk）, flüssiges additives Silikonkautschuk, und kann auch für andere zweikomponentige Additivklebstoffe verwendet werden.

Für optimale Ergebnisse befolgen Sie stets die vom Hersteller empfohlenen Verfahren und Richtlinien zum Mischen und Aushärten, um eine optimale Produktleistung sicherzustellen.

 

4. Welche Anwendungsvorteile haben Silikonharze bei der Photovoltaikmodulversiegelung?

(1) Hervorragende Witterungsbeständigkeit und Umweltanpassungsfähigkeit

Silikonharze haben einen langfristigen Betriebstemperaturbereich von -60°C bis 200°°C und behalten stabile Eigenschaften unter hohen und niedrigen Temperaturen. Dies übertrifft bei weitem die Beständigkeit typischer Epoxidharze oder Acrylat-Haftklebstoffe in anspruchsvollen Umgebungen—wie Polarregionen, Wüsten und Küstenklimata. Wichtig ist, dass Silikonharze über längere Zeiträume stabile Eigenschaften beibehalten, selbst bei wechselnden Umweltbedingungen.

5. Was ist die Anwendung von Silikonharz bei Rückseitenfolienklebstoffen?

(1) Widersteht Umwelteinflüssen und gewährleistet innere Stabilität

Die Rückseitenfolie ist die “letzte Barriere” des Moduls und bestimmt direkt dessen luftdichten Schutz und Feuchtigkeitssperre. Die Verwendung von organischem Silikonharz-Rückseitenfolienklebstoff bildet eine robuste, undurchlässige, langanhaltende Klebstoffschicht mit herausragender Hitzebeständigkeit und Wasserabweisung, die das Eindringen von äußerer Feuchtigkeit, Staub und Schadstoffen blockiert und so potenzielle Probleme an der Quelle reduziert. Bei der Herstellung von Silikonharzklebstoffen ist es wichtig, mit einer Flasche Lösungsmittel oder Additive präzise zuzugeben und zu mischen, um die richtige Formulierung und optimale Leistung des Klebstoffs sicherzustellen.

(2) Hohe Klebfestigkeit, unterstützt den gesamten Lebenszyklus

Silikonharz hat eine ausgezeichnete Kompatibilität mit verschiedenen Rückplattenmaterialien wie TPT, TPE, fluorierten Folien, Polyesterfolien und coextrudierten Folien und widersteht effektiv Luft- und Ionenkorrosion.

(3) Der Rückseitenfolienklebstoff bleibt langfristig flexibel mit gleichmäßiger Spannungsverteilung und behält die Klebfestigkeit unter Windlasten, Stürzen, Verlagerungen usw., wodurch das Risiko von Wassereintritt oder Kurzschlüssen durch Risse in der Rückseitenfolie oder Klebstoffversagen reduziert wird.

(4) Kompatibel mit verschiedenen Rückseitenfolienmaterialien und Konstruktionsdesigns

Silikonharze zeigen eine starke Anpassungsfähigkeit an Doppelglas-, Einzelglas-, Multi-Busbar-, Hochdichtemodule, flexible Module und andere neuartige Strukturen;

Unterstützt vollautomatische Industrieprozesse wie Dosieren, Walzenbeschichten, Sprühen, Heißpressen und Spritzgießen, was die Herstellungskosten deutlich senkt und die Qualitätsstabilität verbessert.

(5) Erhöht die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Moduls

Silikon-Rückseitenfolienklebstoff ist hochspannungsbeständig, isolierend und verkohlt nicht, was auch bei Blitzschlag oder Spannungsspitzen langfristige Sicherheitsreserven gewährleistet.

Die Klebefolie enthält keine brennbaren Teile, reduziert Brandrisiko und thermisches Durchgehen und verbessert somit die intrinsische Zuverlässigkeit für Kunden.

Lösungsmittelfrei, halogenfrei und geruchsarm (Geruch), konform mit grünen Marktzertifizierungsstandards für globale Kunden in der EU, Südostasien usw.

6. Wie lässt sich die Leistung von optischen Siliconharzen verbessern?

Im Vergleich zu herkömmlichen EVA-, POE- und PU-Materialien erreicht organisches Silikonharz eine Lichtdurchlässigkeit von über 95 %, übertrifft damit herkömmliche Verkapselungsklebstoffe (90-93 %), mit hervorragender Temperaturbereichsbeständigkeit (-60°C bis 200°C), überlegener Hitzebeständigkeit, UV- und Witterungsstabilität sowie minimaler Alterung oder Vergilbung. Sie zeigen auch Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Ermüdung mit überlegener elektrischer Isolierung, geringer Feuchtigkeitsaufnahme, dauerhaften Dampfsperreigenschaften sowie Flexibilität und Härte. Silikonharze zeichnen sich auch durch Umweltzertifizierungen aus, sind lösungsmittel-/halogen-/schwermetallfrei und können mit modernen Aushärtungsverfahren ausgehärtet werden, die auf die Kompatibilität mit neuen Modulmaterialien und -folien zugeschnitten sind.

XJY Silicone ist einer der führenden Hersteller’Chinas von Silikon-MQ-Harzen und VMQ-Silikonen mit mehr als 30 Jahren F&E- und Fertigungserfahrung in der Silikonharzindustrie, mit über 15 zugehörigen Patenten und technischem Support. Unsere Silikonharz-Rohmaterialprodukte erfüllen die Anforderungen des organischen Silikon-Optikbereichs und bieten diversifizierte, chargespezifisch angepasste Lösungen für qualifizierte Industriekunden.