Pourquoi utiliser une résine de silicone dans l'industrie optique ?

L'énergie renouvelable photovoltaïque (PV) est devenue le moteur principal pour réaliser la transformation verte mondiale et réduire les émissions de carbone, entrant dans une nouvelle ère de développement rapide ces dernières années. Alors que l'échelle de construction de centrales photovoltaïques et les applications dans des conditions environnementales complexes s'étendent, l'industrie’les exigences techniques pour la performance des matériaux d'encapsulation et des adhésifs pour feuilles arrière continuent d'augmenter. Le choix de matériaux de résine de haute qualité non seulement impacte directement les performances initiales des modules solaires, mais détermine également la stabilité, la durabilité et l'efficacité de la production d'électricité. Des normes élevées de résistance à la chaleur, d'adhérence forte, de résistance aux intempéries et de sécurité à long terme établissent de nouveaux critères pour la fiabilité de ces applications, en particulier pour les modules censés durer plus de “25+ ans.”

Les résines de silicone, avec leur structure chimique et leurs propriétés physiques uniques, présentent des avantages exceptionnels dans les applications d'encapsulation et d'adhésif pour feuilles arrière des modules photovoltaïques haut de gamme. Il existe différents types de résines de silicone, tels que MQ, MDT et Q-type, et le type de résine—déterminé par sa structure moléculaire et ses groupes fonctionnels—affecte son adéquation pour des applications spécifiques dans l'encapsulation, les revêtements, les adhésifs et les hydrofuges. Certains types de résines de silicone offrent des avantages spécifiques pour les applications d'encapsulation et d'adhésif pour feuilles arrière dans les modules photovoltaïques, tels qu'une durabilité accrue, une flexibilité et une compatibilité avec divers substrats. Ces résines servent de liants et de revêtements clés pour les couches des modules et offrent une compatibilité avec divers matériaux, fournissant une base solide pour la haute efficacité et la durée de vie ultra-longue des systèmes photovoltaïques.

Il y a six aspects pour introduire la résine de silicone dans l'industrie optique :

• Quelles sont les exigences pour l'industrie photovoltaïque ?
• Quel est le rôle de l'adhésif pour feuille arrière ?
• Quelles sont les caractéristiques de la résine silicone ?
• Quels sont les avantages d'application des résines de silicone dans l'encapsulation des modules photovoltaïques ?
• Quelle est l'application de la résine de silicone dans les adhésifs pour feuilles arrière ?
• Comment améliorer les performances des résines optiques en silicone ?

1. Quelles sont les exigences pour l'industrie photovoltaïque ?

Selon les statistiques d'institutions autorisées telles que l'Agence internationale de l'énergie (AIE) et l'Association chinoise de l'industrie photovoltaïque (CPIA), la capacité installée photovoltaïque mondiale a dépassé 1 200 GW en 2023. Dans une industrie à si grande échelle, les modules photovoltaïques ont besoin d'encapsulants et d'adhésifs en résine offrant durabilité et stabilité sur une large plage de températures. Cependant, l'industrie fait face à des défis tels que “des ressources foncières limitées, une forte pression environnementale et une concurrence intense sur les prix des produits.” Technologies d'encapsulation de modules efficaces, durables et adaptables aux conditions sévères—aidées par des résines de silicone et des résines organiques de pointe—sont urgemment nécessaires dans ces applications.

Des scénarios comme les centrales au sol, les toitures résidentielles, le BIPV, et l'exposition aux climats désertiques, de vasières ou à haute humidité imposent les exigences suivantes aux adhésifs d'encapsulation et de feuille arrière :

(1) Résistance à long terme aux hautes températures, basses températures, chaleur humide, rayonnement UV et aux intempéries extérieures ;

(2) Résistance aux défis climatiques extrêmes tels que le brouillard salin, la pluie acide, les tempêtes de poussière et la glace/neige avec une faible perte de viscosité ; les résines de silicone avancées aident à réduire la perte de viscosité dans ces conditions extrêmes.

(3) Perméabilité à la vapeur d'eau extrêmement faible et excellentes propriétés d'isolation électrique—directement liées aux propriétés de surface et à l'hydrofugation de la résine de silicone ;

(4) Adhérence forte et durable et compatibilité d'interface avec les films, le verre et autres matériaux ;

(5) L'industrie continue de surmonter les limites des matériaux traditionnels comme l'EVA et le POE en introduisant de nouvelles résines de silicone hautes performances—ces résines réticulées non réactives, associées à des groupes méthyle ou vinyle spécifiquement adaptés, offrent une “barrière protectrice profonde”.

Pour répondre aux besoins évolutifs de l'industrie photovoltaïque, il est essentiel d'utiliser des matériaux hautes performances et de suivre les meilleures pratiques. Cette approche garantit des résultats optimaux en matière de performance et de longévité des modules.

2. Quel est le rôle de l'adhésif pour feuille arrière ?

Un module photovoltaïque typique est composé de cinq couches : “verre/film adhésif/cellule solaire/film adhésif/feuille arrière.” Les composants clés comprennent le film adhésif d'encapsulation et l'adhésif de feuille arrière. Ces adhésifs et films d'encapsulant sont soigneusement sélectionnés pour leur cinétique de durcissement, leurs températures de durcissement et leur compatibilité. Il est important de vérifier la compatibilité et d'examiner les fiches techniques avant l'application pour garantir des performances et une sécurité appropriées.

(1) Le film adhésif d'encapsulation sert principalement à intercaler les cellules solaires entre le verre et la feuille arrière, assurant de multiples fonctions telles que l'étanchéité, l'isolation, l'amortissement et la protection, ce qui nécessite un squelette de résine stable pour éviter le jaunissement et garantir la durabilité sous UV et hautes températures.

(2) L'adhésif de feuille arrière/adhésif d'encapsulation fournit non seulement des fonctions physiques telles que la liaison, la portance mécanique, l'étanchéité et la protection contre la poussière, mais détermine également la stabilité à long terme et la sécurité “durée de vie” du module pendant son fonctionnement extérieur. La résine de silicone résiste mieux à la chaleur, aux intempéries et aux attaques chimiques que de nombreuses alternatives en résines concurrentes, époxy ou acrylate.

(3) Si le matériau d'étanchéité manque de résistance suffisante au vieillissement, il est très sujet à des modes de défaillance tels que “micro-fissures, délaminage, PID, pénétration d'humidité, courts-circuits, érosion et jaunissement,” qui affectent la couleur, les performances de production d'électricité et la durée de vie du produit.

3. Quelles sont les caractéristiques de la résine de silicone ?

La résine silicone est un matériau polymère réticulé avec une structure principale Si-O-Si et de nombreux groupes organiques l'entourant, généralement des groupes méthyle, offrant des propriétés hydrophobes de répulsion de l'eau. La structure tridimensionnelle en réseau est hautement réticulée, et l'espacement entre les “O” atomes de la structure principale est relativement large, conférant une “rigidité et flexibilité équilibrées” characteristic—un avantage majeur par rapport aux revêtements à base de silicate de sodium ou d'époxy uniquement. La résine silicone peut être utilisée sous forme liquide. De plus, les groupes vinyle présents dans les résines silicone peuvent subir des réactions d'addition, souvent catalysées par du platine, pour réaliser une réticulation et un durcissement à des températures modérées. Lors de la préparation ou de la modification de résines silicone, il est important de mesurer les quantités correctes de chaque composant pour garantir des performances optimales et des résultats cohérents.

(1) Stabilité thermique extrêmement élevée, résistante à la chaleur (température de transition vitreuse >200°C, capable de supporter des températures élevées de courte durée >350°C);

(2) Forte résistance à la corrosion, résistance à l'hydrolyse, résistante aux acides, bases, sels, ozone et rayonnements UV sans décomposition ;

(3) Excellentes propriétés d'isolation (résistance au niveau de 10¹⁴Ω·cm, capable de supporter une rupture de tension sans carbonisation) ;

(4) Faible énergie de surface, hydrophobe et oléophobe, répulsion de l'eau cruciale pour empêcher la pénétration d'humidité pendant le contact et le fonctionnement ;

(5) Viscoélasticité et flexibilité ajustables, résistant à la fissuration sous les charges de vent, les contraintes thermiques ou les contraintes mécaniques grâce à la structure de résine en réseau ;

(6) Haute transmission lumineuse et résistance au jaunissement (stabilité de couleur), avec une perte d'absorption minimale sur l'ensemble du spectre solaire (en particulier le spectre visible) ;

(7) Peut subir diverses modifications chimiques pour améliorer l'adhérence, la réaction de durcissement et la compatibilité d'interface avec plusieurs substrats tels que le verre, les films, les feuilles arrière et les tranches de silicium.

XJY-8206  Methyl Vinyl Siloxane Resin

Il est fabriqué à partir de la polymérisation du siloxane tétravalent (Q) et du méthyl siloxane monovalent (M). Les polymères de silicone et les composés de silicone fabriqués à partir de matériaux VMQ offrent une large gamme de températures, une résistance à l'usure, aux intempéries, à la coagulation sous compression, au rayonnement ultraviolet, et d'autres propriétés physiques, et peuvent être utilisés dans les industries électroniques, électriques, des LED, etc.

Série de résines silicone MQ au méthyle vinylique en solution XJY-8206N

Il est incolore et transparent et est composé d'une résine silicone MQ vinylique et d'une huile silicone vinylique. Il peut être utilisé pour le LSR（le caoutchouc de silicone liquide optique）, le caoutchouc silicone additif liquide, et peut également être utilisé pour d'autres adhésifs additifs bicomposants.

For best results, always follow the manufacturer’s recommended procedures and guidelines for mixing and curing to ensure optimal product performance.

 

4. Quels sont les avantages d'application des résines silicone dans l'encapsulation des modules photovoltaïques ?

(1) Résistance aux intempéries et adaptabilité environnementale supérieures

Les résines silicone ont une plage de température de fonctionnement à long terme de -60°°C à 200°C).°C, maintenant des propriétés stables sous des températures élevées et basses. Cela dépasse de loin l'endurance des résines époxy typiques ou des adhésifs sensibles à la pression à base d'acrylate dans des environnements difficiles—régions polaires, déserts et climats côtiers. Il est important de noter que les résines silicone maintiennent leurs propriétés stables sur de longues périodes, même lorsqu'elles sont exposées à des conditions environnementales variables.

5. Quelle est l'application de la résine silicone dans les adhésifs pour feuilles arrière ?

(1) Résiste à la corrosion environnementale et assure la stabilité interne

La feuille arrière est la “barrière finale” du module, déterminant directement sa protection hermétique et sa barrière contre l'humidité. L'utilisation d'un adhésif en résine de silicone organique pour feuille arrière forme une couche adhésive robuste, non perméable et durable, dotée d'une excellente résistance à la chaleur et à l'eau, bloquant l'intrusion d'humidité externe, de poussière et de polluants, réduisant ainsi les problèmes potentiels à la source. Lors de la préparation des adhésifs en résine de silicone, il est important d'utiliser un flacon pour ajouter et mélanger avec précision les solvants ou additifs, garantissant ainsi la formulation appropriée et les performances optimales de l'adhésif.

(2) Haute résistance de collage, soutenant l'ensemble du cycle de vie

La résine de silicone offre une excellente compatibilité avec divers matériaux de plaque arrière tels que TPT, TPE, films fluorés, films polyester et films co-extrudés, résistant efficacement à la corrosion par l'air et les ions.

(3) L'adhésif de feuille arrière reste flexible à long terme avec une répartition uniforme des contraintes, maintenant la résistance de collage sous charges de vent, chutes, déplacements, etc., réduisant ainsi le risque d'infiltration d'eau ou de court-circuit dû à la fissuration de la feuille arrière ou à une défaillance de l'adhésif.

(4) Compatible avec divers matériaux de feuille arrière et conceptions structurelles

Les résines de silicone démontrent une forte adaptabilité aux modules double verre, simple verre, multi-busbars, haute densité, flexibles et autres structures novatrices ;

Supporte des processus industriels entièrement automatisés, y compris le dosage, le revêtement au rouleau, la pulvérisation, le pressage à chaud et le moulage par injection, réduisant considérablement les coûts de fabrication et améliorant la stabilité de la qualité.

(5) Améliore la sécurité et la fiabilité du module

L'adhésif de feuille arrière en silicone est résistant aux hautes tensions, isolant et non carbonisant, assurant une redondance de sécurité à long terme même en cas de foudre ou de surtension.

Le film adhésif ne contient aucune pièce inflammable, réduisant les risques d'incendie et d'emballement thermique, améliorant ainsi la fiabilité intrinsèque pour les clients.

Sans solvant, sans halogène et à faible odeur (odeur), conforme aux normes de certification de marché vert pour les clients mondiaux dans l'UE, l'Asie du Sud-Est, etc.

6. Comment améliorer les performances des résines optiques en silicone ?

Comparé aux matériaux traditionnels EVA, POE et PU, la résine de silicone organique atteint une transmittance lumineuse de plus de 951 TP3T, surpassant les adhésifs d'encapsulation conventionnels (90-931 TP3T), avec une excellente endurance en température (-60°°C à 200°C).°°C), une résistance thermique supérieure, une stabilité aux UV et aux intempéries, et un vieillissement ou jaunissement minimal. Elles montrent également une résistance à la fatigue mécanique, avec une isolation électrique supérieure, une faible absorption d'humidité, des propriétés de barrière à la vapeur durables, ainsi qu'une flexibilité et une dureté. Les résines de silicone excellent également dans la certification environnementale, sont sans solvant / halogène / métaux lourds, et peuvent être durcies avec des approches de durcissement modernes adaptées à la compatibilité avec les nouveaux matériaux et films de module.

XJY Silicone est l'un des principaux fabricants chinois’de résines MQ en silicone et de silicones VMQ, avec plus de 30 ans d'expérience en R&D et fabrication dans l'industrie des résines de silicone, détenant plus de 15 brevets connexes et un support technique. Nos produits de matière première en résine de silicone répondent aux besoins du domaine optique du silicone organique et fournissent des solutions personnalisées diversifiées, lot par lot, pour les clients industriels qualifiés.