¿Por qué utilizar resina de silicona en la industria óptica?

La energía renovable fotovoltaica se ha consolidado como el motor principal para lograr la transformación ecológica global y reducir las emisiones de carbono, entrando en una nueva era de rápido desarrollo en los últimos años. A medida que se expande la escala de construcción de plantas fotovoltaicas y las aplicaciones en condiciones ambientales complejas, los requisitos técnicos de la industria’sobre el rendimiento de los materiales de encapsulado y los adhesivos de lámina posterior continúan aumentando. La selección de materiales de resina de alta calidad no solo impacta directamente en el rendimiento inicial de los módulos solares, sino que también determina la estabilidad, durabilidad y eficiencia de la generación de energía. Los altos estándares de resistencia al calor, fuerte adhesión, resistencia a la intemperie y seguridad a largo plazo están estableciendo nuevos referentes para la fiabilidad de dichas aplicaciones, especialmente para módulos diseñados para durar más de “25+ años.”

Las resinas de silicona, con su estructura química y propiedades físicas únicas, demuestran ventajas excepcionales en las aplicaciones de encapsulado y adhesivos de lámina posterior de módulos fotovoltaicos de alta gama. Existen diferentes tipos de resinas de silicona, como las de tipo MQ, MDT y Q, y el tipo de resina—está determinado por su estructura molecular y grupos funcionales—afecta su idoneidad para aplicaciones específicas en encapsulación, revestimientos, adhesivos e hidrorrepelentes. Ciertos tipos de resinas de silicona ofrecen ventajas específicas para aplicaciones de encapsulación y adhesivo de lámina posterior en módulos fotovoltaicos, como mayor durabilidad, flexibilidad y compatibilidad con diversos sustratos. Estas resinas actúan como aglutinantes y revestimientos clave para las capas del módulo y ofrecen compatibilidad con diversos materiales, proporcionando una base sólida para la alta eficiencia y la vida útil ultralarga de los sistemas fotovoltaicos.

Existen seis aspectos a considerar para la introducción de la resina de silicona en la industria óptica:

• ¿Cuáles son los requisitos para la industria fotovoltaica?
• ¿Cuál es la función del adhesivo de lámina posterior?
• ¿Cuáles son las características de la resina de silicona?
• ¿Cuáles son las ventajas de aplicación de las resinas de silicona en la encapsulación de módulos fotovoltaicos?
• ¿Cuál es la aplicación de la resina de silicona en adhesivos de lámina posterior?
• ¿Cómo mejorar el rendimiento de las resinas ópticas de silicona?

1. ¿Cuáles son los requisitos para la industria fotovoltaica?

Según estadísticas de instituciones autorizadas como la Agencia Internacional de la Energía (AIE) y la Asociación China de la Industria Fotovoltaica (CPIA), la capacidad fotovoltaica instalada global superó los 1.200 GW en 2023. En una industria de tan gran escala, los módulos fotovoltaicos requieren resinas encapsulantes y adhesivos que proporcionen durabilidad y estabilidad en un amplio rango de temperaturas. Sin embargo, la industria enfrenta desafíos como “recursos limitados de terreno, alta presión ambiental y una intensa competencia en precios de productos.” Tecnologías de encapsulación de módulos eficientes, duraderas y adaptables a condiciones adversas—respaldadas por resinas de silicona y resinas orgánicas de vanguardia—son urgentemente necesarias en estas aplicaciones.

Escenarios como plantas montadas en suelo, techos residenciales, BIPV y exposición a climas desérticos, de llanuras de marea o de alta humedad imponen las siguientes exigencias a los adhesivos de encapsulación y de lámina posterior:

(1) Resistencia a largo plazo a altas temperaturas, bajas temperaturas, humedad-calor, radiación UV e intemperismo exterior;

(2) Resistencia a desafíos climáticos extremos como niebla salina, lluvia ácida, tormentas de polvo y hielo/nieve con baja pérdida de viscosidad; las resinas de silicona avanzadas ayudan a reducir la pérdida de viscosidad bajo estas condiciones extremas.

(3) Permeabilidad al vapor de agua extremadamente baja y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico—directamente relacionadas con las propiedades superficiales y la hidrofobicidad de la resina de silicona;

(4) Adhesión fuerte y duradera y compatibilidad de interfaz con películas, vidrio y otros materiales;

(5) La industria continúa superando las limitaciones de materiales tradicionales como EVA y POE mediante la introducción de nuevas resinas de silicona de alto rendimiento—estas resinas reticuladas no reactivas, combinadas con grupos metilo o vinilo específicamente diseñados, ofrecen una “barrera protectora profunda.”.

Para satisfacer las necesidades en evolución de la industria fotovoltaica, es esencial utilizar materiales de alto rendimiento y seguir las mejores prácticas. Este enfoque garantiza resultados óptimos en el rendimiento y la longevidad del módulo.

2. ¿Cuál es la función del adhesivo de la lámina posterior?

Un módulo fotovoltaico típico se compone de cinco capas: “vidrio/película adhesiva/célula solar/película adhesiva/lámina posterior.” Los componentes principales incluyen la película adhesiva de encapsulación y el adhesivo de la lámina posterior. Dichos adhesivos y películas encapsulantes se seleccionan cuidadosamente por su cinética de curado, temperaturas de curado y compatibilidad. Es importante verificar la compatibilidad y revisar las hojas de datos técnicos antes de la aplicación para garantizar un rendimiento y una seguridad adecuados.

(1) La película adhesiva de encapsulación se utiliza principalmente para intercalar las células solares entre el vidrio y la lámina posterior, logrando múltiples funciones como sellado, aislamiento, amortiguación y protección, lo que requiere una estructura principal de resina estable para evitar el amarillamiento y garantizar la durabilidad bajo UV y altas temperaturas.

(2) El adhesivo de la lámina posterior/adhesivo de encapsulación no solo proporciona funciones físicas como unión, soporte de carga mecánica, impermeabilización y protección contra el polvo, sino que también determina la estabilidad y seguridad a largo plazo “línea de vida” del módulo durante la operación exterior. La resina de silicona es más resistente al calor, la intemperie y los ataques químicos que muchas resinas competidoras, opciones de epoxi o acrilato.

(3) Si el material sellante carece de suficiente resistencia al envejecimiento, es muy propenso a modos de fallo como “microgrietas, descamación, PID, penetración de humedad, cortocircuitos, erosión y amarillamiento,” lo que afecta el color, el rendimiento de generación de energía y la vida útil del producto.

3. ¿Cuáles son las características de la resina de silicona?

La resina de silicona es un material polimérico reticulado con una cadena principal de Si-O-Si y numerosos grupos orgánicos alrededor, típicamente grupos metilo, proporcionando propiedades hidrófobas e impermeables. La estructura tridimensional de red está altamente reticulada, y el espaciamiento entre los “O” átomos en la cadena principal es relativamente amplio, lo que confiere una “rigidez y flexibilidad equilibradas” característica—una ventaja distintiva sobre los recubrimientos de silicato de sodio o solo de epoxi. La resina de silicona puede usarse en forma líquida. Además, los grupos vinilo presentes en las resinas de silicona pueden sufrir reacciones de adición, a menudo catalizadas por platino, para lograr reticulación y curado a temperaturas moderadas. Al preparar o modificar resinas de silicona, es importante medir las cantidades correctas de cada componente para garantizar un rendimiento óptimo y resultados consistentes.

(1) Estabilidad térmica extremadamente alta, resistencia al calor (temperatura de transición vítrea >200°°C, capaz de soportar altas temperaturas a corto plazo >350°°C);

(2) Fuerte resistencia a la corrosión, resistencia a la hidrólisis, resistente a ácidos, álcalis, sales, ozono y radiación UV sin descomponerse;

(3) Excelentes propiedades de aislamiento (resistividad en el nivel de 10¹⁴Ω·cm, capaz de soportar tensión de ruptura sin carbonización);

(4) Baja energía superficial, hidrófoba y oleófoba, la repelencia al agua es crucial para prevenir la penetración de humedad durante el contacto y la operación;

(5) Viscoelasticidad y flexibilidad ajustables, resistiendo el agrietamiento bajo cargas de viento, tensiones térmicas o tensiones mecánicas gracias a la estructura de resina reticulada;

(6) Alta transmitancia de luz y resistencia al amarillamiento (estabilidad de color), con pérdida por absorción mínima en todo el espectro solar (especialmente en el espectro visible);

(7) Puede sufrir diversas modificaciones químicas para mejorar la adhesión, la reacción de curado y la compatibilidad de interfaz con múltiples sustratos como vidrio, películas, láminas posteriores y obleas de silicio.

XJY-8206  Methyl Vinyl Siloxane Resin

Se fabrica mediante la polimerización de siloxano tetrafuncional (Q) y siloxano metílico monofuncional (M). Los polímeros de silicona y los compuestos de silicona elaborados con materiales VMQ ofrecen un amplio rango de temperaturas, resistencia a la abrasión, resistencia a la intemperie, resistencia a la coagulación por compresión, resistencia a la radiación ultravioleta y otras propiedades físicas, y pueden utilizarse en electrodomésticos electrónicos y eléctricos, LED y otras industrias.

Serie XJY-8206N Resina de Silicona MQ Metil Vinilo en Solución

Es incoloro y transparente y está compuesto por resina de silicona MQ de vinilo y aceite de silicona de vinilo. Puede utilizarse para LSR（caucho de silicona líquido óptico）, caucho de silicona líquido aditivo, y también puede emplearse para otros adhesivos aditivos de dos componentes.

Para obtener los mejores resultados, siga siempre los procedimientos y pautas recomendados por el fabricante para la mezcla y el curado, a fin de garantizar un rendimiento óptimo del producto.

 

4. ¿Cuáles son las ventajas de aplicación de las resinas de silicona en el encapsulado de módulos fotovoltaicos?

(1) Resistencia superior a las condiciones climáticas y adaptabilidad ambiental

Las resinas de silicona tienen un rango de temperatura de operación a largo plazo de -60°C a 200°°C, manteniendo propiedades estables bajo temperaturas altas y bajas. Esto supera con creces la resistencia de las resinas epoxi típicas o los adhesivos sensibles a la presión de acrilato en ubicaciones desafiantes—regiones polares, desiertos y climas costeros. Es importante destacar que las resinas de silicona mantienen sus propiedades estables durante períodos prolongados de tiempo, incluso cuando están expuestas a condiciones ambientales fluctuantes.

5. ¿Cuál es la aplicación de la resina de silicona en los adhesivos de lámina posterior?

(1) Resiste la corrosión ambiental y garantiza la estabilidad interna

La lámina posterior es la “barrera final” del módulo, determinando directamente su protección hermética y barrera contra la humedad. Utilizar adhesivo de lámina posterior de resina de silicona orgánica forma una capa adhesiva robusta, impermeable y duradera con una resistencia al calor y repelencia al agua sobresalientes, bloqueando la intrusión de humedad externa, polvo y contaminantes, reduciendo así problemas potenciales en la fuente. Al preparar adhesivos de resina de silicona, es importante usar un envase para agregar y mezclar con precisión solventes o aditivos, asegurando la formulación adecuada y el rendimiento óptimo del adhesivo.

(2) Alta fuerza de unión, respalda todo el ciclo de vida

La resina de silicona tiene una excelente compatibilidad con varios materiales de placa posterior como TPT, TPE, películas fluoradas, películas de poliéster y películas co-extruidas, resistiendo efectivamente la corrosión por aire e iones.

(3) El adhesivo de la lámina posterior permanece flexible a largo plazo con distribución uniforme de tensiones, manteniendo la fuerza de unión bajo cargas de viento, caídas, reubicación, etc., reduciendo así el riesgo de entrada de agua o cortocircuito debido a grietas en la lámina posterior o falla del adhesivo.

(4) Compatible con varios materiales y diseños estructurales de lámina posterior

Las resinas de silicona demuestran una fuerte adaptabilidad a estructuras novedosas como vidrio doble, vidrio simple, multi-busbar, módulos de alta densidad, módulos flexibles y otros;

Soporta procesos industriales completamente automatizados, incluyendo dispensado, recubrimiento por rodillo, pulverización, prensado en caliente y moldeo por inyección, reduciendo significativamente los costos de fabricación y mejorando la estabilidad de calidad.

(5) Mejora la seguridad y confiabilidad del módulo

El adhesivo de lámina posterior de silicona es resistente a alto voltaje, aislante y no carbonizante, garantizando redundancia de seguridad a largo plazo incluso bajo rayos o sobretensiones.

La película adhesiva no contiene partes inflamables, reduciendo el riesgo de incendio y fuga térmica, mejorando así la confiabilidad intrínseca para los clientes.

Libre de solventes, halógenos y de bajo olor, cumpliendo con los estándares de certificación del mercado ecológico para clientes globales en la UE, el Sudeste Asiático, etc.

6. ¿Cómo mejorar el rendimiento de las resinas ópticas de silicona?

En comparación con los materiales tradicionales EVA, POE y PU, la resina de silicona orgánica logra más de 95% de transmitancia de luz, superando a los adhesivos de encapsulado convencionales (90-93%), con excelente resistencia al rango de temperatura (-60°C a 200°°C), superior resistencia al calor, estabilidad UV y a la intemperie, y un envejecimiento o amarillamiento mínimo. También muestran resiliencia contra la fatiga mecánica, con aislamiento eléctrico superior, baja absorción de humedad, propiedades duraderas de barrera de vapor, y flexibilidad y dureza. Las resinas de silicona también sobresalen en certificación ambiental, están libres de solventes/halógenos/metales pesados, y pueden curarse con enfoques de curado modernos adaptados para compatibilidad con nuevos materiales y películas de módulos.

XJY Silicone es uno de los líderes de China’principales fabricantes de resinas de silicona MQ y siliconas VMQ, con más de 30 años de experiencia en I+D y fabricación en la industria de resinas de silicona, poseyendo más de 15 patentes relacionadas y soporte técnico. Nuestros productos de materias primas de resina de silicona satisfacen las necesidades del campo óptico de silicona orgánica y proporcionan soluciones personalizadas diversificadas y de lote a lote para clientes industriales calificados.