Por que usar resina de silicone na indústria óptica?

A energia renovável fotovoltaica (PV) emergiu como o motor central para alcançar a transformação verde global e reduzir as emissões de carbono, entrando em uma nova era de rápido desenvolvimento nos últimos anos. À medida que a escala de construção de usinas fotovoltaicas e as aplicações em condições ambientais complexas se expandem, a indústria’requisitos técnicos para o desempenho de materiais de encapsulação e adesivos para folha traseira continuam a aumentar. A seleção de materiais de resina de alta qualidade não apenas impacta diretamente o desempenho inicial dos módulos solares, mas também determina a estabilidade, durabilidade e eficiência da geração de energia. Altos padrões de resistência ao calor, forte adesão, resistência às intempéries e segurança a longo prazo estão estabelecendo novos referenciais para a confiabilidade de tais aplicações, especialmente para módulos com expectativa de duração superior a “25+ anos.”

As resinas de silicone, com sua estrutura química e propriedades físicas únicas, demonstram vantagens excepcionais nas aplicações de encapsulação e adesivos para folha traseira de módulos fotovoltaicos de alta qualidade. Existem diferentes tipos de resinas de silicone, como MQ, MDT e tipo Q, e o tipo de resina—determinado por sua estrutura molecular e grupos funcionais—afeta sua adequação para aplicações específicas em encapsulação, revestimentos, adesivos e repelentes de água. Certos tipos de resinas de silicone oferecem vantagens específicas para aplicações de encapsulação e adesivos para folha traseira em módulos fotovoltaicos, como durabilidade aprimorada, flexibilidade e compatibilidade com vários substratos. Essas resinas servem como ligantes e revestimentos principais para as camadas do módulo e oferecem compatibilidade com diversos materiais, fornecendo uma base robusta para a alta eficiência e vida útil ultra longa dos sistemas fotovoltaicos.

Existem seis aspectos para introduzir a resina de silicone na indústria óptica:

• Quais são os requisitos para a indústria fotovoltaica?
• Qual é o papel do adesivo da folha traseira?
• Quais são as características da resina de silicone?
• Quais são as vantagens da aplicação de resinas de silicone na encapsulação de módulos fotovoltaicos?
• Qual é a aplicação da resina de silicone em adesivos para folha traseira?
• Como melhorar o desempenho das resinas ópticas de silicone?

1. Quais são os requisitos para a indústria fotovoltaica?

De acordo com estatísticas de instituições autorizadas como a Agência Internacional de Energia (IEA) e a Associação da Indústria Fotovoltaica da China (CPIA), a capacidade instalada global de energia fotovoltaica ultrapassou 1.200 GW em 2023. Em uma indústria de tão grande escala, os módulos fotovoltaicos precisam de encapsulantes e adesivos de resina que proporcionem durabilidade e estabilidade em alta faixa de temperatura. No entanto, a indústria enfrenta desafios como “recursos limitados de terra, alta pressão ambiental e intensa competição de preços dos produtos.” Tecnologias de encapsulamento de módulos eficientes, duráveis e adaptáveis a condições adversas—auxiliadas por resinas de silicone de última geração e resinas orgânicas—são urgentemente necessárias nessas aplicações.

Cenários como usinas montadas no solo, telhados residenciais, BIPV e exposição a desertos, planícies de maré ou climas de alta umidade impõem as seguintes demandas sobre adesivos de encapsulamento e folhas de fundo:

(1) Resistência de longo prazo a altas temperaturas, baixas temperaturas, calor úmido, radiação UV e intempéries ao ar livre;

(2) Resistência a desafios climáticos extremos, como névoa salina, chuva ácida, tempestades de poeira e gelo/neve com baixa perda de viscosidade; resinas de silicone avançadas ajudam a reduzir a perda de viscosidade nessas condições extremas.

(3) Permeabilidade extremamente baixa ao vapor de água e excelentes propriedades de isolamento elétrico—diretamente relacionadas às propriedades superficiais e à repelência à água da resina de silicone;

(4) Adesão forte e durável e compatibilidade de interface com filmes, vidro e outros materiais;

(5) A indústria continua a superar as limitações de materiais tradicionais como EVA e POE introduzindo novas resinas de silicone de alto desempenho—essas resinas reticuladas não reativas, combinadas com grupos metila ou vinila personalizados, oferecem uma “barreira protetora profunda”.

Para atender às necessidades em evolução da indústria fotovoltaica, é essencial usar materiais de alto desempenho e seguir as melhores práticas. Esta abordagem garante resultados ideais no desempenho e longevidade dos módulos.

2. Qual é o papel do adesivo da folha traseira?

Um módulo fotovoltaico típico é composto por cinco camadas: “vidro/filme adesivo/célula solar/filme adesivo/folha de fundo.” Os componentes principais incluem o filme adesivo de encapsulamento e o adesivo da folha de fundo. Tais adesivos e filmes encapsulantes são cuidadosamente selecionados por sua cinética de cura, temperaturas de cura e compatibilidade. É importante verificar a compatibilidade e revisar as fichas de dados técnicos antes da aplicação para garantir o desempenho e a segurança adequados.

(1) O filme adesivo de encapsulamento é usado principalmente para intercalar as células solares entre o vidro e a folha de fundo, alcançando múltiplas funções, como vedação, isolamento, amortecimento e proteção, que exigem uma cadeia principal de resina estável para evitar amarelecimento e garantir durabilidade sob UV e altas temperaturas.

(2) O adesivo da folha de fundo/adesivo de encapsulamento não apenas fornece funções físicas, como ligação, suporte de carga mecânica, impermeabilização e proteção contra poeira, mas também determina a estabilidade e segurança de longo prazo “linha de vida” do módulo durante a operação ao ar livre. A resina de silicone é mais resistente ao calor, intempéries e ataques químicos do que muitas resinas concorrentes, epóxi ou opções de acrilato.

(3) Se o material de vedação não tiver resistência suficiente ao envelhecimento, é altamente propenso a modos de falha como “microfissuras, delaminação, PID, penetração de umidade, curto-circuitos, erosão e amarelamento,” que afetam a cor, o desempenho de geração de energia e a vida útil do produto.

3. Quais são as características da resina de silicone?

A resina de silicone é um material polimérico reticulado com uma cadeia principal Si-O-Si e numerosos grupos orgânicos ao seu redor, tipicamente grupos metila, proporcionando propriedades hidrofóbicas repelentes de água. A estrutura de rede tridimensional é altamente reticulada e o espaçamento entre os “O” átomos na cadeia principal é relativamente amplo, conferindo um “equilíbrio entre rigidez e flexibilidade” characteristic—uma vantagem característica sobre revestimentos de silicato de sódio ou apenas epóxi. A resina de silicone pode ser usada na forma líquida. Além disso, grupos vinila presentes nas resinas de silicone podem sofrer reações de adição, frequentemente catalisadas por platina, para alcançar reticulação e cura em temperaturas moderadas. Ao preparar ou modificar resinas de silicone, é importante medir as quantidades corretas de cada componente para garantir desempenho ideal e resultados consistentes.

(1) Estabilidade térmica extremamente alta, resistente ao calor (temperatura de transição vítrea >200°°C, capaz de suportar altas temperaturas de curto prazo >350°C);

(2) Forte resistência à corrosão, resistência à hidrólise, resistente a ácido, álcali, sal, ozônio e radiação UV sem decomposição;

(3) Excelentes propriedades de isolamento (resistência na ordem de 10¹⁴Ω·nível de cm, capaz de suportar ruptura por tensão sem carbonização);

(4) Baixa energia superficial, hidrofóbico e oleofóbico, repelência à água crucial para evitar a penetração de umidade durante contato e operação;

(5) Viscoelasticidade e flexibilidade ajustáveis, resistindo à fissuração sob cargas de vento, tensões térmicas ou tensões mecânicas graças à estrutura de resina reticulada;

(6) Alta transmitância de luz e resistência ao amarelamento (estabilidade de cor), com perda mínima de absorção em todo o espectro solar (especialmente o espectro visível);

(7) Pode sofrer várias modificações químicas para melhorar a adesão, reação de cura e compatibilidade de interface com múltiplos substratos, como vidro, filmes, backsheets e pastilhas de silício.

XJY-8206  Methyl Vinyl Siloxane Resin

É fabricado a partir da polimerização de siloxano tetrafuncional (Q) e siloxano metílico monofuncional (M). Os polímeros de silicone e os compostos de silicone produzidos a partir de materiais VMQ oferecem uma ampla faixa de temperaturas, resistência à abrasão, intempérie, resistência à coagulação por compressão, resistência à radiação ultravioleta e outras propriedades físicas, podendo ser utilizados em eletroeletrônicos, LED e outras indústrias.

Série XJY-8206N Resina de Silicone MQ Metil Vinil em Solução

É incolor e transparente e é composto por resina de silicone MQ vinílica e óleo de silicone vinílico. Pode ser utilizado para LSR（borracha de silicone líquida óptica）, borracha de silicone líquida aditiva, e também pode ser usado para outros adesivos aditivos de dois componentes.

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

 

4. Quais são as vantagens da aplicação de resinas de silicone na encapsulação de módulos fotovoltaicos?

(1) Resistência superior às intempéries e adaptabilidade ambiental

As resinas de silicone têm uma faixa de temperatura operacional de longo prazo de -60°C a 200°°C, mantendo propriedades estáveis sob altas e baixas temperaturas. Isso supera em muito a resistência de resinas epóxi típicas ou adesivos sensíveis à pressão acrílicos em locais desafiadores—regiões polares, desertos e climas costeiros. Importante, as resinas de silicone mantêm suas propriedades estáveis por longos períodos de tempo, mesmo quando expostas a condições ambientais flutuantes.

5. Qual é a aplicação da resina de silicone em adesivos para folha traseira?

(1) Resiste à corrosão ambiental e garante estabilidade interna

A backsheet é a “barreira final” do módulo, determinando diretamente sua proteção hermética e barreira contra umidade. O uso de adesivo de resina de silicone orgânica para backsheet forma uma camada adesiva robusta, impermeável e duradoura, com excepcional resistência ao calor e repelência à água, bloqueando a intrusão de umidade externa, poeira e poluentes, reduzindo assim possíveis problemas na origem. Ao preparar adesivos de resina de silicone, é importante usar um frasco para adicionar e misturar solventes ou aditivos com precisão, garantindo a formulação adequada e o desempenho ideal do adesivo.

(2) Alta resistência de adesão, suportando todo o ciclo de vida

A resina de silicone possui excelente compatibilidade com diversos materiais de backplate, como TPT, TPE, filmes fluorados, filmes de poliéster e filmes coextrudados, resistindo eficazmente à corrosão por ar e íons.

(3) O adesivo da backsheet permanece flexível a longo prazo com distribuição uniforme de tensão, mantendo a resistência de adesão sob cargas de vento, quedas, realocação, etc., reduzindo assim o risco de entrada de água ou curto-circuito devido a rachaduras na backsheet ou falha do adesivo.

(4) Compatível com diversos materiais de backsheet e projetos estruturais

As resinas de silicone demonstram forte adaptabilidade a módulos de vidro duplo, vidro simples, multi-busbar, alta densidade, módulos flexíveis e outras estruturas inovadoras;

Suporta processos industriais totalmente automatizados, incluindo dispensação, revestimento por rolo, pulverização, prensagem a quente e moldagem por injeção, reduzindo significativamente os custos de fabricação e aprimorando a estabilidade da qualidade.

(5) Melhora a segurança e confiabilidade do módulo

O adesivo de silicone para backsheet é resistente a alta tensão, isolante e não carbonizante, garantindo redundância de segurança a longo prazo mesmo sob descargas atmosféricas ou picos de tensão.

O filme adesivo não contém partes inflamáveis, reduzindo o risco de incêndio e fuga térmica, melhorando assim a confiabilidade intrínseca para os clientes.

Livre de solventes, livre de halogênios e baixo odor, em conformidade com os padrões de certificação de mercado verde para clientes globais na UE, Sudeste Asiático, etc.

6. Como melhorar o desempenho das resinas ópticas de silicone?

Em comparação com materiais tradicionais de EVA, POE e PU, a resina de silicone orgânica alcança mais de 95% de transmitância de luz, superando os adesivos de encapsulamento convencionais (90-93%), com excelente resistência a faixa de temperatura (-60°C a 200°C), resistência superior ao calor, estabilidade UV e intempéries, e envelhecimento ou amarelamento mínimo. Eles também mostram resiliência contra fadiga mecânica, com isolamento elétrico superior, baixa absorção de umidade, propriedades duradouras de barreira de vapor, e flexibilidade e dureza. As resinas de silicone também se destacam em certificação ambiental, são livres de solventes/halogênios/metais pesados, e podem ser curadas com abordagens modernas de cura adaptadas para compatibilidade com novos materiais e filmes de módulos.

A XJY Silicone é uma das principais fabricantes da China’de resinas de silicone MQ e silicones VMQ, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de resinas de silicone, detendo mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nossos produtos de matéria-prima de resina de silicone atendem às necessidades do campo óptico de silicone orgânico e fornecem soluções diversificadas e personalizadas lote a lote para clientes industriais qualificados.