Intro :
La qualité du verre solaire, des feuilles arrière et des matériaux d'encapsulation, qui constituent tous des éléments essentiels dans le processus de laminage des cellules solaires, exerce une influence substantielle sur la fiabilité des modules solaires. Des composants de qualité inférieure peuvent accélérer le vieillissement du module solaire. Des feuilles arrière de panneaux solaires de qualité médiocre peuvent entraîner une diminution des performances, des dépenses de maintenance élevées et des coûts supplémentaires liés à l'inspection, aux évaluations en laboratoire, voire au remplacement. Par conséquent, il est impératif de privilégier l'utilisation de panneaux solaires de haute qualité pour garantir la durabilité de vos modules photovoltaïques sur le long terme.
Contenu :
Qu'est-ce que les feuilles arrière de panneaux solaires ?
Quelles certifications sont requises pour les feuilles arrière de panneaux solaires ?
Quelle est la structure des feuilles arrière de panneaux solaires ?
Quels sont les différents types de feuilles arrière de panneaux solaires ?
Quelles sont les fonctions des feuilles arrière de panneaux solaires ?
Quel feuilles arrière est le meilleur pour vos panneaux solaires ?
Pourquoi les feuilles arrière de panneaux solaires rencontrent-ils des problèmes ?
Quelles sont les tendances du marché des feuilles arrière ?
Qu'est-ce que les feuilles arrière de panneaux solaires ?
La feuille arrière des panneaux solaires joue un rôle essentiel en tant que couche extérieure d'un module photovoltaïque, remplissant plusieurs fonctions essentielles. Son objectif premier est de protéger les cellules photovoltaïques et les composants électriques internes, tout en offrant une isolation électrique.
En outre, la feuille arrière agit comme un bouclier robuste et résistant aux intempéries, protégeant le module contre les éléments environnementaux, notamment la pluie, l'humidité et d'autres conditions défavorables.
Les backsheets sont généralement disponibles dans une gamme de couleurs, notamment tout blanc, tout noir, blanc à l'extérieur et noir à l'intérieur, ainsi que des variantes transparentes (backsheets clairs). La couleur blanche de la feuille arrière est conçue pour optimiser la réflexion de la lumière dans l'espace entre les cellules vers la surface avant, où une partie de la lumière est renvoyée vers la cellule solaire. Cela améliore l'utilisation de l'énergie lumineuse par la cellule solaire, ce qui contribue en fin de compte à améliorer l'efficacité de la conversion photovoltaïque. Inversement, les feuilles noires sont un choix populaire parmi les clients européens en raison de leur aspect esthétique sur les toits.
Quelles certifications sont requises pour les feuilles arrière de panneaux solaires ?
Les panneaux solaires dorsaux doivent généralement être certifiés par le TUV, une autorité de test et de certification reconnue dans le monde entier. La certification TUV implique principalement des tests de décharge partielle pour vérifier que la qualité et les performances de la feuille arrière sont conformes à des normes et spécifications précises. Les feuilles arrière des panneaux solaires doivent généralement être soumises à la certification TUV, un organisme d'essai et de certification reconnu au niveau international. La certification TUV implique principalement des tests de décharge partielle pour s'assurer que la qualité et les performances de la feuille arrière répondent à des normes et à des exigences spécifiques. L'industrie photovoltaïque recherchant sans cesse une plus grande efficacité dans la production d'énergie, certaines feuilles arrière solaires à haute performance possèdent également une meilleure réflectance de la lumière afin d'améliorer l'efficacité de la conversion photovoltaïque des modules solaires.
Quelle est la structure de la feuille arrière du panneau solaire ?
À l'origine, les feuilles arrière des panneaux solaires avaient une structure à trois couches (PVDF/PET/PVDF). La couche externe de PVDF offre une excellente résistance à la corrosion environnementale, la couche intermédiaire de PET assure l'isolation et la couche interne de PVDF, combinée à l'EVA, garantit une bonne adhérence. Pour réduire les coûts et prendre en compte les facteurs environnementaux, des structures de feuilles arrière sans fluor, telles que la structure APE, ont été introduites.
Une feuille arrière typique est composée de trois couches centrales :
Couche protectrice extérieure (couche de protection contre les intempéries) : Pour une résistance optimale aux intempéries, le matériau de la couche extérieure contient généralement du fluor. Le PVF et le PVDF sont des polymères bien connus pour leur grande résistance aux intempéries. Certains fabricants utilisent également le THV, l'ETFE, l'ECTFE et le PTFE enduit.
Couche intermédiaire : Cette couche sert de support et doit résister aux fluctuations de température. Elle doit avoir des propriétés mécaniques stables, une excellente isolation électrique et une faible perméabilité aux gaz et à la vapeur. Le PET modifié est couramment utilisé.
Couche adhésive de laminage : Les films fluorés non modifiés et le PET ont une faible adhérence à l'EVA, c'est pourquoi on utilise des matériaux fluorés modifiés ou des adhésifs comme les films EVA, PE ou PA.
Quels sont les différents types de feuilles arrière pour panneaux solaires ?
Les feuilles arrière se répartissent en trois catégories principales : les bifluoropolymères, les monofluoropolymères et les non-fluoropolymères, avec de multiples variations structurelles au sein de chaque catégorie.
1. Feuille arrière composite à film de fluor double face
A. Feuille dorsale TPT (PVF/PET/PVF)
La feuille dorsale TPT, qui utilise un procédé composite, est le type le plus courant de feuille dorsale double face en fluoropolymère disponible sur le marché. Elle combine le film fluoré PVF de marque Tedlar de DuPont (États-Unis) avec une couche intermédiaire de film de base PET, le tout étant collé ensemble avec de l'adhésif. Le fluor interne protège le PET de la corrosion due aux UV et, grâce à un traitement spécial et à l'encapsulation du film adhésif, il améliore l'adhérence. Le matériau extérieur en fluorine protège l'arrière du module solaire contre l'humidité, la chaleur et l'érosion due aux UV.
B.Feuille arrière KPK (PVDF/PET/PVDF)
Par rapport au TPT, la feuille arrière KPK se distingue par l'utilisation d'un film PVDF pour les couches de fluor interne et externe. Ce type de feuille est connu pour sa grande résistance mécanique, son excellente résistance à l'irradiation, sa bonne stabilité chimique et sa résistance à la corrosion par les acides, les alcalis, les agents oxydants puissants et les halogènes à température ambiante. A l'origine, cette feuille était appelée feuille KPK, fabriquée à partir du film de fluorine PVDF de la marque Kynar d'Arkema France.
C.Feuille dorsale KPF (PVDF/PET/Fluor Skin Film)
La feuille arrière KPF utilise un procédé composite, laminant un film PVDF fluoré sur une face du film de base PET à l'aide d'un adhésif. Sur l'autre face, une résine de fluor mélangée à du dioxyde de titane est appliquée uniformément sur le film de base en PET par un procédé de moulage. Après un processus de maturation à haute température, ce revêtement forme une pellicule de fluor autocollante, différente des revêtements de fluor traditionnels qui ont tendance à se décoller facilement. La pellicule de fluor répond aux exigences de haute performance des produits étrangers en fluor, notamment la résistance aux UV et à l'eau, tout en réduisant considérablement les coûts et le prix.
2.Feuille arrière composite à film fluoré simple face
A.Feuille arrière de type TPE (PVF/PET/PE)
La feuille arrière de type TPE (PVF/PET/PE) utilise principalement du PE (film polyoléfine) à la place du film fluor interne. En raison de la protection fluorine unilatérale, elle n'offre pas le même niveau de protection que la structure TPT, ce qui la rend moins apte à résister aux tests de vieillissement UV à long terme. Cependant, elle constitue une alternative rentable avec des coûts inférieurs à ceux de la structure TPT.
B.Feuille arrière de type KPE (PVDF/PET/PE)
La feuille arrière de type KPE (PVDF/PET/PE) repose en grande partie sur le PE (film de polyoléfine) comme substitut du film de fluor interne. Avec une protection au fluor sur une face, sa performance de protection n'est pas aussi robuste que celle de la feuille dorsale de type KPK, et elle peut avoir du mal à supporter des tests de vieillissement UV prolongés. Néanmoins, elle constitue une solution plus économique que la structure FPF.
3. Polymères non fluorés :
Cette catégorie comprend deux couches de PT et un apprêt ou une couche d'EVA, ce qui en fait le choix le plus rentable. Bien qu'il ait été moins favorisé dans le passé en raison de la dégradation potentielle due à une exposition prolongée aux UV ou à l'hydrolyse, les progrès de la chimie des polycools et de l'ingénierie de production ont facilité le développement de films de polycools hautement résistants aux UV.
Les modules solaires IBC de Maysun Solar utilisent une feuille arrière TPE, caractérisée par sa haute résistance aux UV, ses propriétés antivieillissement et sa faible perméabilité à l'eau, et revêtue d'un film PVF (Tedlar). Ce choix est à la base de notre engagement à offrir une garantie de qualité de 25 ans.
Quelles sont les fonctions des feuilles arrière de support pour panneaux solaires ?
1. Résistance aux contraintes mécaniques :
La feuille arrière joue un rôle essentiel dans le renforcement de l'intégrité structurelle des modules solaires. Elle sert de bouclier protecteur contre diverses contraintes mécaniques susceptibles de causer des dommages. Ces contraintes englobent des forces telles que la pression, les impacts, les vibrations et des facteurs externes tels que le vent, la neige, la chute d'objets ou l'activité sismique. Sans une feuille arrière fiable, les cellules solaires et les composants électriques sont susceptibles d'être endommagés par ces sources.
2. Protection contre la pénétration de l'eau et de la poussière :
L'une des principales fonctions de la bâche arrière est d'agir comme une barrière contre l'infiltration d'eau et de poussière. Les particules d'eau et de poussière peuvent entraîner la corrosion et la formation de piqûres, ce qui constitue une menace pour les cellules photovoltaïques. Le rôle de la feuille arrière est de protéger contre les dommages liés à l'humidité, notamment la corrosion des connexions électriques, la dégradation de l'isolation et le risque de court-circuit. Elle protège également contre l'accumulation de poussière à la surface des cellules, qui peut réduire l'efficacité du système, voire entraîner des interruptions de fonctionnement.
3. Protection contre les rayons ultraviolets (UV) :
Les feuilles arrière des panneaux solaires constituent une défense cruciale contre les effets potentiellement nocifs des rayons UV. Les rayons UV peuvent entraîner la dégradation des matériaux semi-conducteurs contenus dans les cellules solaires, ce qui diminue leur performance et leur efficacité. La feuille arrière agit comme un bouclier, protégeant les cellules des rayons UV. Il est important de noter qu'avec le temps, tous les feuilles arrière subissent un changement de couleur dû à l'exposition aux UV. Bien qu'un changement de couleur ne soit pas nécessairement le signe d'une feuille arrière défectueuse, des changements de couleur importants et des signes de détérioration peuvent justifier une inspection plus poussée."
4. Gestion des contraintes de température :
Les backsheets jouent également un rôle crucial dans la gestion efficace du stress induit par la température dans les modules photovoltaïques. Les cellules solaires sont susceptibles de subir un stress thermique lorsqu'elles sont exposées à des températures extrêmes, ce qui peut avoir un impact négatif sur leur efficacité globale. Les backsheets servent de couches isolantes, offrant une protection contre les températures extrêmes et atténuant le stress thermique. En outre, ils contribuent à la régulation de l'absorption de la chaleur solaire en empêchant les photons à haute énergie d'atteindre les cellules photovoltaïques, évitant ainsi une surchauffe susceptible de compromettre les performances. Lorsque les températures dépassent un certain seuil, l'efficacité des cellules solaires tend à diminuer, ce qui souligne l'importance de la gestion de la chaleur. Les backsheets sont essentiels pour réduire l'apport de chaleur solaire et éviter la surchauffe des cellules, garantissant ainsi des performances optimales.
5. Intégrité diélectrique :
Un panneau solaire fonctionne comme un système électrique autonome, nécessitant une résistance aux interférences électriques externes. La feuille arrière agit comme une barrière protectrice, évitant la conductivité électrique entre la cellule solaire et son environnement. La rigidité diélectrique quantifie la capacité d'un matériau à résister au potentiel électrique sans subir de rupture ou de perte d'isolation. Les matériaux dotés d'une forte rigidité diélectrique peuvent supporter des tensions élevées sans subir de défaillance diélectrique. Il est impératif de préserver l'intégrité électrique de la feuille arrière pour protéger les cellules solaires des interférences extérieures et garantir ainsi le fonctionnement harmonieux et ininterrompu du système. Il est essentiel d'utiliser le type de backsheet approprié pour isoler les cellules solaires afin de minimiser le risque de court-circuit et d'autres complications électriques.
Quelle est la meilleure feuille arrière pour vos panneaux solaires ?
Il existe une multitude de types de panneaux solaires, chacun ayant des besoins spécifiques en ce qui concerne le choix de sa feuille de protection. Dans la plupart des cas, les backsheets normaux sont suffisants pour répondre aux exigences des panneaux solaires PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Cependant, lorsqu'il s'agit de panneaux solaires TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) de type N ou N, une approche plus spécialisée est nécessaire.
Pour les panneaux solaires TOPCon de type N et N, il est essentiel d'opter pour une feuille arrière présentant un taux de perméabilité à l'eau de ≤0,15 gramme par mètre carré ou une feuille arrière en verre totalement imperméable. Cette sélection doit également être associée à l'utilisation appropriée de films POE (élastomère de polyoléfine) et EPE (élastomère d'éthylène-propylène) afin de garantir un fonctionnement sûr et fiable de ces panneaux solaires.
Les panneaux solaires HJT (hétérojonction) placent la barre encore plus haut en termes d'exigences de perméabilité à l'eau. Les feuilles de support standard ne peuvent tout simplement pas répondre à la demande stricte de perméabilité à l'eau nulle. Par conséquent, la seule option viable est d'opter pour une feuille arrière en verre. Maysun a introduit des modules solaires HJT dotés d'une conception en verre double face pour répondre à ces critères exigeants.
Il convient de noter qu'un nombre limité de panneaux solaires TOPCon et HJT de type N optent pour des feuilles arrière PAPF (Polymer-Aluminum-Polymer Film). Toutefois, ce choix s'accompagne d'un risque inhérent de fuite électrique et n'a pas encore fait l'objet d'une validation expérimentale complète. Par conséquent, son adoption à grande échelle reste limitée
Pourquoi la feuille arrière des panneaux solaires présente-t-elle des problèmes ?
1. Un matériau de base de qualité médiocre :
L'une des principales raisons de la défaillance de la feuille arrière est l'utilisation de matériaux bon marché, en particulier le PET à faible stabilité, dans la couche centrale. Si les polymères PET offrent une isolation électrique convenable, ils sont très sensibles à l'humidité et à la lumière du soleil, ce qui les rend inadaptés aux applications extérieures.
2. Les mesures de réduction des coûts :
Pour des raisons de coût, les fabricants ont progressivement réduit l'épaisseur de la couche protectrice extérieure, tandis que l'âme en PET reste vulnérable à l'humidité. Le marché est inondé de dorsaux comportant des films extérieurs en fluoropolymère d'une épaisseur inférieure à 20 microns, ce qui représente une réduction significative par rapport aux 40+ microns précédents. Dans certains cas, la couche "protectrice" extérieure peut être aussi fine que 10 microns, ce qui rend la feuille dorsale très vulnérable aux dommages accélérés.
3. Des pratiques de production axées sur les coûts :
Des lacunes spécifiques dans le processus de certification permettent aux fabricants de prendre des raccourcis dans leurs techniques de production. Cela comprend l'acquisition de composants de nomenclature auprès de plusieurs fournisseurs et l'utilisation de divers adhésifs qui peuvent ne pas adhérer aux normes de certification les plus récentes. Cette pratique peut entraîner des défaillances de la feuille arrière, ce qui complique la détermination de la cause exacte de chaque défaillance.
Quelles sont les tendances du marché des feuilles arrière de protection dorsale ?
1. Par produit :
En 2016, TPT a établi une présence substantielle sur le marché, s'assurant une part de marché supérieure à 12 % au sein de l'industrie solaire. Dans le contexte industriel actuel, cette technologie représente un substitut économiquement viable aux configurations TPT. L'adoption généralisée de ces produits est attribuée à l'accessibilité de technologies de feuilles auxiliaires économiques et performantes. Les progrès technologiques rapides qui visent à accroître la polyvalence opérationnelle et l'efficacité globale devraient stimuler la demande de produits.
2. Par épaisseur :
Les feuilles arrières d'une épaisseur inférieure à 100 microns sont appelées à connaître une forte croissance, en raison de la réduction des coûts des produits et de leur large déploiement dans les applications solaires à petite et grande échelle. La mise en œuvre basée sur les services publics et l'adoption continue de la technologie photovoltaïque pour établir des portefeuilles d'énergie durable dans divers secteurs développeront le marché des feuilles de protection des panneaux solaires pour les épaisseurs supérieures à 500 microns.
3. Par matériau :
Les fluoropolymères dominent actuellement le marché mondial des feuilles arrière pour panneaux solaires, représentant plus de 50 % des parts. Cela est principalement dû à leur adoption rapide et à leur durée de vie prolongée. Ces matériaux offrent une efficacité et des caractéristiques d'isolation exceptionnelles par rapport aux alternatives non fluorées. Néanmoins, ces dernières années, on a observé une transition notable vers des technologies de feuilles auxiliaires plus propres, reflétant la préférence des consommateurs pour des options sans fluor.
4.Par technologie :
Le marché des feuilles arrières pour panneaux solaires cristallins devrait connaître une croissance de plus de 4% d'ici 2024. Avec la prévalence croissante des cellules cristallines et leur utilisation étendue, il y a un besoin croissant de matériaux de support et d'isolation. L'amélioration de l'efficacité des produits et l'évolution des conceptions de panneaux plus compacts devraient stimuler l'adoption de technologies de pointe pour les modules photovoltaïques cristallins, favorisant ainsi la croissance du marché.
Maysun Solar propose une large gamme d'options de panneaux solaires, tels que les panneaux à bardeaux, les panneaux à moitié coupés, les panneaux à cadre noir, les panneaux à cadre noir intégral et les panneaux à cadre argenté. Nos panneaux solaires sont fabriqués à l'aide de toiles solaires de qualité supérieure, ce qui garantit une protection solide contre les éléments extérieurs. Avec une présence mondiale, Maysun Solar peut se vanter d'avoir un réseau solide de bureaux et d'entrepôts internationaux, et nous avons favorisé de fortes collaborations avec des experts d'installation renommés. Notre procédure d'installation de panneaux solaires est conçue pour être simple et pratique, garantissant une production d'énergie propre et un entretien continus et sans problème. Si vous avez des questions concernant les solutions photovoltaïques ou si vous souhaitez connaître les derniers prix des modules, n'hésitez pas à nous contacter.
Référence：
Saurenergy (2018b) BACKSHEETS selecting the right materials for solar modules & EVA.
Solaradvisor (2021) 'Solar Panel Backsheets: [All To Know About] | Solartechadvisor,' Solartechadvisor, 28 November.
manager@vishakharenewables (2023) How does backsheet quality impact modern solar PV modules?
Spw (2020) How backsheet quality impacts modern solar PV modules.
What is a solar cell backsheet? What is the function of a module backsheet?_Mibet New Energy (no date). https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2308172.html.
