Avec le développement de la technologie, la demande d'énergie des gens est de plus en plus grande, et l'énergie solaire, en tant qu'énergie propre et renouvelable, attire de plus en plus d'attention.

En tant que l'un des principaux dispositifs de production d'énergie solaire, l'efficacité et le coût des panneaux photovoltaïques ont toujours été des facteurs clés limitant leur application généralisée. Pour résoudre ces problèmes, les scientifiques explorent constamment de nouveaux matériaux et technologies. Parmi lesquels, Les plastiques techniques ont d'excellentes propriétés globales telles que une rigidité élevée, un faible fluage, une résistance mécanique élevée, une bonne résistance à la chaleur et une excellente isolation électrique, et sont devenus des substituts importants des matériaux structurels métalliques dans la fabrication de panneaux photovoltaïques.

Selon les données des instituts d'études de marché, la valeur de production annuelle du marché mondial des modules photovoltaïques est estimée à environ 4 à 5 milliards de dollars américains, dont plus de 50 sont utilisés pour des modules en plastique.

Qu'est-ce que les plastiques techniques  

Les plastiques d'ingénierie sont des plastiques hautes performances connus pour leurs excellentes propriétés mécaniques, résistance chimique, stabilité thermique et résistance à l'usure. Ces plastiques, comme matériaux d'ingénierie, sont capables de remplacer les métaux dans la fabrication de composants de machines et d'autres applications. Ils sont largement utilisés dans une variété d'industries, y compris l'électronique, l'automobile, la construction, l'équipement de bureau, la machinerie, l'aérospatiale, etc.

Le développement des plastiques techniques soutient non seulement les industries clés nationales et les industries modernes de haute technologie, mais stimule également la transformation des industries traditionnelles et l'ajustement de la structure des produits. Leur polyvalence les rend adaptées à une grande variété d'applications d'ingénierie complexes, offrant des solutions innovantes pour différents secteurs et jouant un rôle essentiel dans la fabrication moderne.

 

Application de divers plastiques techniques dans les panneaux photovoltaïques

 

01 Polycarbonate (PC)

Le polycarbonate est un plastique optique connu pour sa haute résistance, sa résistance aux chocs et sa transparence. Il est plus léger que le verre, a une bonne résistance aux intempéries et est résistant aux produits chimiques. Le polycarbonate est généralement utilisé pour fabriquer des lunettes de protection, des masques de sécurité, des abat-jour de voiture, des panneaux d'affichage, etc.

 

Application du polycarbonate dans les panneaux photovoltaïques

(1) Matériel du boîtier: Le polycarbonate a une résistance élevée, une résistance aux chocs et une transparence et est souvent utilisé comme matériau de coque pour les panneaux photovoltaïques. Il est utilisé pour protéger les cellules solaires et d'autres composants critiques des dommages environnementaux extérieurs tels que les chocs, les conditions météorologiques et les rayonnements ultraviolets.

(2) Matériaux négatifs: Dans les panneaux photovoltaïques, le polycarbonate peut également être utilisé comme matériau négatif. La feuille arrière est située à l'arrière de la cellule solaire et fournit un support structurel et une protection aux composants de la cellule. La feuille arrière en polycarbonate offre une bonne résistance et une bonne résistance aux intempéries, protège efficacement les cellules solaires et prolonge leur durée de vie.

(3) Matériau d'étanchéité: Les panneaux photovoltaïques nécessitent d'excellentes propriétés d'étanchéité pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le polycarbonate peut être utilisé comme matériau d'étanchéité pour emballer et fixer les cellules solaires et d'autres composants afin d'assurer le fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

(4) Plaque de guide d'ondes lumineuses: Le matériau en polycarbonate a des propriétés de transmission de la lumière élevées et convient à la fabrication de guides d'ondes lumineuses. La plaque de guide d'ondes lumineuses est utilisée pour guider la lumière du bord du panneau photovoltaïque vers la zone de la cellule solaire, ce qui améliore l'efficacité de l'utilisation de la lumière.

 

Principaux fournisseurs

Bayer AG, LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Nippon Denki Chemical (NEC), Shanghai Plexiglass Factory Co., Ltd.

Avantages du polycarbonate

(1) Résistance aux chocs: Le polycarbonate présente une excellente résistance aux chocs, empêchant efficacement le panneau de se briser ou d'être endommagé.

(2) Transparence élevée: le polycarbonate a une excellente transparence et transmet efficacement la lumière solaire à la couche de cellule solaire.

(3) Léger: Par rapport aux matériaux de verre traditionnels, le polycarbonate est plus léger, ce qui aide à réduire le poids des panneaux photovoltaïques et facilite l'installation et le transport.

(4) Résistance aux intempéries: Le polycarbonate a une bonne résistance aux intempéries, résiste aux effets du rayonnement ultraviolet, de l'humidité, des changements de température et maintient la stabilité et la durabilité du panneau.

En résumé, le polycarbonate est largement utilisé dans les panneaux photovoltaïques, fournissant des fonctions clés telles que la protection, le support, l'étanchéité et la transmission de la lumière, ce qui contribue à améliorer les performances et la fiabilité des panneaux photovoltaïques.

02 Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Le polyméthacrylate de méthyle, également connu sous le nom d'acide acrylique ou de verre acrylique, est un plastique optique caractérisé par une excellente transparence et qualité optique. Il offre une grande résistance aux rayonnements ultraviolets (UV) et une excellente résistance aux intempéries.

Application du polyméthacrylate de méthyle dans les panneaux photovoltaïques

(1) Lentilles optiques: Le PMMA possède une bonne transparence et une bonne qualité optique et est couramment utilisé dans la fabrication de lentilles optiques pour panneaux photovoltaïques. La lentille optique concentre la lumière sur la surface de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière. Les lentilles PMMA ont une transmission élevée et sont capables de convertir plus efficacement la lumière du soleil en électricité.

(2) Plaque de guide d'ondes lumineuses: La plaque de guide d'ondes lumineuses dirige la lumière du bord du panneau photovoltaïque vers la zone de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité de l'utilisation de la lumière. Le PMMA a des propriétés de transmission de la lumière élevées et peut être utilisé pour fabriquer des guides d'ondes optiques, optimisant la distribution et la transmission de la lumière pour améliorer l'efficacité du panneau.

(3) Bouclier et boîtier de protection: Le PMMA peut également être utilisé comme couvercle protecteur et matériau de boîtier pour les panneaux photovoltaïques. Avec une excellente transparence et une résistance aux chocs, il protège efficacement les cellules solaires et d'autres composants clés contre les dommages environnementaux externes tels que les chocs, les conditions météorologiques et les rayonnements UV.

 

Principaux fournisseurs

Evonik Industries, Rohm Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Chi Mei Co., Ltd., Kelon Industrial Co., Ltd., Kuraray Co., Ltd., Suzhou Shuangxiang Microfiber Co., Ltd., Wanhua Chemical Group Co., Ltd., Huizhou Huifeng Chemical Co., Ltd.

Avantages du polyméthacrylate de méthyle

(1) Haute transparence: le PMMA a une excellente transparence et transmet efficacement la lumière solaire à la couche de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière.

(2) Léger: PMMA a une faible densité et est un matériau qui peut réduire le poids global des panneaux photovoltaïques, facile à installer et à transporter.

(3) Résistance aux intempéries: Le PMMA montre une bonne résistance aux intempéries, résiste aux effets du rayonnement ultraviolet, de l'humidité et des changements de température et prolonge la durée de vie du panneau.

(4) Résistance aux chocs: PMMA a une bonne résistance aux chocs et protège efficacement les composants clés tels que les cellules solaires des chocs extérieurs.

En résumé, le PMMA utilisé comme matériau de boítier pour les lentilles optiques, les panneaux d'onde optique et les panneaux photovoltaïques offre une excellente transparence, des propriétés légères, une résistance aux intempéries et aux chocs. Il joue un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité d'absorption de la lumière, la distribution et la transmission de la lumière dans les panneaux photovoltaïques, et la protection des cellules solaires.

03 Polystyrène (PS)

Le polystyrène est un plastique optique à haute transparence et indice de réfraction. Il présente une bonne homogénéité optique et qualité de surface et est couramment utilisé dans la fabrication de lentilles optiques, de substrats et de guides d'ondes optiques.

 

Application du polystyrène dans les panneaux photovoltaïques

(1) Couche diélectrique: La couche diélectrique dans les panneaux photovoltaïques est située entre la cellule solaire et la feuille arrière et sert à isoler le courant entre la cellule et les autres composants, empêchant les courts-circuits et les dommages. Un film de polystyrène peut être utilisé comme matériau de couche diélectrique, offrant des propriétés isolantes qui isolent efficacement le courant.

(2) Plaque de guide d'ondes lumineuses: La plaque de guide d'ondes lumineuses dans le panneau photovoltaïque dirige la lumière du bord du panneau vers la zone de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité d'utilisation de la lumière. Le polystyrène possède des propriétés de transmission de la lumière élevées et peut être utilisé comme matériau pour les guides d'ondes optiques, ce qui aide à optimiser la distribution et la transmission de la lumière.

(3) Pièces auxiliaires: Le polystyrène peut également être utilisé dans les panneaux photovoltaïques pour les composants auxiliaires tels que les structures de support et les connecteurs. En raison de sa faible densité et de ses bonnes propriétés de traitement, le polystyrène peut fournir des solutions de support et de connexion légères.

Principaux fournisseurs

Dow (Dow Chemical), BASF, FINA, Chevron (Chevron Phillips Chemical Company), INEOS Styron, TotalEnergies, Styron (Trinseo), Sinopec, JSP (Jiangsu New Plath Co., Ltd.).

Avantages du polystyrène

(1) Faible coût: le polystyrène est un plastique commun avec un faible coût de fabrication, ce qui aide à réduire le coût de production des panneaux photovoltaïques.

(2) Léger: le polystyrène a une faible densité et est relativement léger, ce qui est bénéfique pour réduire le poids global des panneaux photovoltaïques pour faciliter l'installation et le transport.

(3) Propriétés d'isolation: Le polystyrène montre de bonnes propriétés d'isolation, isole efficacement le courant et améliore la sécurité et la fiabilité des panneaux photovoltaïques.

(4) Transmission de la lumière: le polystyrène a une transparence élevée et des propriétés de transmission de la lumière, ce qui aide la lumière à être transmise plus efficacement à la couche de cellules solaires, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière du panneau photovoltaïque.

04 Polyéthylène (PE)

Le polyéthylène est un matériau plastique courant, connu pour sa transparence élevée et son excellente résistance aux produits chimiques. Il est généralement utilisé dans la fabrication de films, de matériaux d'emballage, de revêtements optiques, etc.

 

Application du polyéthylène dans les panneaux photovoltaïques 

(1) Matériel négatif: Le polyéthylène peut être utilisé comme matériau de feuille arrière des panneaux photovoltaïques. La feuille arrière est située à l'arrière de la cellule solaire et fournit un support structurel et une protection aux composants de la cellule. La feuille arrière en polyéthylène présente une bonne résistance, résistance aux intempéries et à la corrosion chimique, protégeant efficacement les cellules solaires et prolongeant leur durée de vie.

 

(2) Matériau d'étanchéité: Les panneaux photovoltaïques nécessitent une étanchéité efficace pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le polyéthylène peut être utilisé comme matériau d'étanchéité pour encapsuler et fixer les cellules solaires et d'autres composants, assurant ainsi un fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

 

(3) Pièces auxiliaires: Le polyéthylène peut également être utilisé dans les panneaux photovoltaïques pour les composants auxiliaires tels que les structures de support et les connecteurs. En raison de sa faible densité et de ses bonnes propriétés de traitement, le polyéthylène peut fournir des solutions de support et de connexion légères.

 

Principaux fournisseurs 

Toray Industrial Co., Ltd., LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Nippon Denki Chemical (NEC), Shanghai Plexiglass Factory Co., Ltd.

 

Avantages du polyéthylène comme matériau pour panneaux photovoltaïques

(1) Faible coût: le polyéthylène est un plastique commun avec un faible coût de fabrication, ce qui aide à réduire le coût de production des panneaux photovoltaïques.

(2) Léger: le polyéthylène a une faible densité et un poids relativement léger, ce qui est bénéfique pour réduire le poids global des panneaux photovoltaïques afin de faciliter l'installation et le transport.

(3) Résistance aux intempéries: Le polyéthylène montre une bonne résistance aux intempéries, résiste aux effets du rayonnement ultraviolet, de l'humidité et des changements de température et prolonge la durée de vie du panneau.

(4) Résistance chimique: Le polyéthylène a une bonne résistance chimique, a la capacité de résister à certains produits chimiques et améliore la durabilité des panneaux photovoltaïques.

05 Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le PTFE est un plastique optique connu pour son inertie et sa résistance aux températures élevées. Il présente une excellente résistance chimique, thermique et un faible coefficient de frottement et est couramment utilisé dans la fabrication de revêtements optiques, de matériaux d'étanchéité et de dispositifs optiques dans des environnements à haute température.

 

Application du PTFE dans les panneaux photovoltaïques

(1) Couche diélectrique: Le polytétrafluoroéthylène peut être utilisé comme l'un des matériaux de couche diélectrique dans les panneaux photovoltaïques. La couche diélectrique est située entre la cellule solaire et la feuille arrière, isolant le courant entre la cellule et les autres composants pour éviter les courts-circuits et les dommages. Le PTFE possède d'excellentes propriétés d'isolation et de résistance chimique, isolant efficacement le courant.

(2) Matériau d'étanchéité: Les panneaux photovoltaïques nécessitent une étanchéité efficace pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le PTFE possède une résistance chimique exceptionnelle, une résistance aux températures élevées et un faible coefficient de frottement. Il peut être utilisé comme excellent matériau d'étanchéité pour assurer le fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

(3) Matériaux de revêtement: Le PTFE peut être utilisé comme matériau de revêtement pour les panneaux photovoltaïques, fournissant des fonctions telles que l'anti-salissure, la résistance aux rayures, la résistance aux rayons UV et les intempéries. Il possède une bonne résistance chimique et une faible adhérence à la surface, ce qui permet au revêtement de protéger la surface du panneau contre la contamination et les dommages.

Principaux fournisseurs

DuPont, LG Chem, Toray Industrial Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Nippon Denki Chemical (NEC), Shanghai Plexiglass Factory Co., Ltd.

Avantages du PTFE comme matériau de panneau photovoltaïque

(1) Résistance aux hautes températures: PTFE a une excellente résistance aux hautes températures et maintient la stabilité dans un environnement à haute température adapté aux conditions de fonctionnement des panneaux photovoltaïques.

(2) Résistance chimique: Le PTFE présente une résistance chimique exceptionnelle et résiste à la corrosion par les acides, les alcalis et d'autres produits chimiques, ce qui prolonge la durée de vie du panneau.

(3) Faible coefficient de frottement: Le PTFE a un coefficient de frottement extrêmement bas, réduisant la friction de surface et l'usure, améliorant les performances et la durée de vie du panneau.

(4) Excellentes propriétés antisalissure: Le revêtement PTFE présente d'excellentes propriétés antisalissure, réduisant efficacement l'adhésion de la saleté et de la poussière, maintenant la propreté du panneau et l'efficacité d'absorption de la lumière. Il convient de noter que la fabrication et l'application du PTFE nécessitent des traitements et des exigences techniques particulières en raison de sa faible adhérence aux autres matériaux. Par conséquent, lorsque le PTFE est utilisé dans les panneaux photovoltaïques, il est nécessaire d'utiliser des méthodes de traitement et de collage appropriées pour garantir une bonne adhérence et une bonne synergie avec les autres composants.

 

Perspectives et défis de développement des plastiques techniques

Prospect

Poids léger et flexible

Les plastiques techniques présentent des caractéristiques légères et flexibles, ce qui les rend adaptés aux applications dans la technologie photovoltaïque flexible et dans les cellules pliables. Cela est propice à la réalisation de dispositifs photovoltaïques plus flexibles et légers dans divers scénarios.

Réduire les coûts de production

L'utilisation de plastiques techniques pour les matériaux photovoltaïques entraîne généralement des coûts de fabrication plus faibles que les matériaux en verre traditionnels. Cela contribue à réduire le coût de production des panneaux photovoltaïques et à améliorer la compétitivité commerciale de la technologie photovoltaïque.

Résistance aux chocs et aux intempéries 

Les plastiques techniques offrent une bonne résistance aux chocs et aux intempéries, protégeant les cellules solaires et d'autres composants dans des conditions environnementales difficiles. Cela améliore la durabilité du panneau photovoltaïque et lui permet de fonctionner de manière stable à l'extérieur pendant une longue période.

 

Problèmes et défis

Performances techniques

Les panneaux photovoltaïques nécessitent d'excellentes propriétés optiques, y compris la transmittance, l'indice de réfraction, la dispersion et d'autres facteurs. Lors du développement de matériaux plastiques techniques, il est essentiel de s'assurer qu'ils fournissent une transmission lumineuse et une transparence suffisantes pour maintenir l'efficacité des panneaux photovoltaïques.

Stabilité thermique

Les panneaux photovoltaïques fonctionnent dans des environnements à haute température et nécessitent des plastiques techniques dotés d'une bonne stabilité thermique pour empêcher le ramollissement ou la dégradation des matériaux plastiques, ce qui peut affecter les performances et la durée de vie des panneaux.

Résistance aux rayonnements UV

Les panneaux photovoltaïques doivent résister à l'impact des rayonnements ultraviolets pour empêcher le vieillissement et le jaunissement des matériaux plastiques. Le développement de plastiques techniques offrant une bonne résistance aux intempéries et aux rayons UV est un défi majeur.

Développement durable

Dans le domaine photovoltaïque, la durabilité et la sensibilisation à l’environnement deviennent de plus en plus importantes. Le développement de plastiques techniques recyclables et réutilisables, utilisant des méthodes de fabrication et d’élimination respectueuses de l’environnement, est un aspect crucial de la promotion du développement durable dans le domaine photovoltaïque.

À l'heure actuelle, l'application des plastiques techniques dans le domaine photovoltaïque est relativement nouvelle et en est encore au stade de la recherche et du développement. Malgré les défis, avec le progrès technologique et l'innovation, les perspectives d'application des plastiques techniques dans le domaine photovoltaïque restent prometteuses et ont le potentiel d'apporter davantage d'avantages et d'innovations à la technologie photovoltaïque.