VOR Zwischenschichtfolien aus Polyvinylbutyral (PVB) werden aufgrund ihrer hervorragenden Haftung, optischen Klarheit und Schlagfestigkeit seit langem in Verbundglasanwendungen, insbesondere im Automobil- und Architekturbereich, eingesetzt. Mit dem Aufkommen der gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV) und fortschrittlicher Solarmoduldesigns entstand jedoch eine spezielle Version dieses Materials – PVB-Zwischenschichtfolie in Photovoltaikqualität – hat sich als entscheidende Komponente bei der Einkapselung von Solarglas herausgestellt.
Obwohl sowohl Standard- als auch Photovoltaik (PV)-PVB-Folien ähnliche chemische Strukturen aufweisen, sind sie für völlig unterschiedliche Leistungsanforderungen entwickelt und optimiert.
1. Funktionale Ziele
● Standard-PVB-Folien:
Standard-PVB wurde hauptsächlich für Sicherheitsverglasungen entwickelt und wird in Verbundglas verwendet, um zerbrochene Glassplitter im Falle eines Bruchs zusammenzuhalten. Zu den häufigsten Anwendungen gehören Autowindschutzscheiben und Gebäudefassaden.
● PVB-Folien in Photovoltaikqualität:
PVB-Folien in PV-Qualität hingegen sind auf die Einkapselung von Solarmodulen zugeschnitten, wo sie eine doppelte Rolle erfüllen: Sie schützen die Photovoltaikzellen und tragen zur langfristigen Modulleistung und -effizienz bei.
2. Haltbarkeit und Wetterbeständigkeit
● Standard-PVB:
Standardfolien sind so konstruiert, dass sie den typischen Temperaturschwankungen und der Luftfeuchtigkeit im Freien oder in Automobilumgebungen standhalten, können sich jedoch bei längerer UV-Strahlung oder in stark sauren/alkalischen Umgebungen zersetzen.
● PV-Qualität PVB:
Folien in PV-Qualität wurden speziell entwickelt, um über 25 Jahre hinweg eine außergewöhnliche Haltbarkeit unter rauen Außenbedingungen zu bieten. Sie zeigen:
Überlegene UV-Beständigkeit
Erhöhte hydrolytische Stabilität
Verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit
Beständigkeit gegen Delaminierung und Vergilbung
Diese Eigenschaften sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der optischen Klarheit und mechanischen Integrität während der gesamten Lebensdauer des Moduls.
3. Optische Eigenschaften
PV-Module benötigen eine maximale Lichtdurchlässigkeit, um die Energieausbeute zu optimieren.
● Standard-PVB:
Standard-PVB ermöglicht in der Regel eine hohe Lichtdurchlässigkeit (80–85 %), kann jedoch eine leichte Trübung oder innere Verunreinigungen aufweisen, die seine Wirksamkeit bei Solaranwendungen verringern.
● PV-Qualität PVB:
PVB-Folien in Photovoltaikqualität sind so konzipiert, dass sie eine Transparenz von über 90–92 % bei extrem niedrigen Trübungsgraden (<1 %) erreichen. Fortschrittliche Formulierungen verbessern die Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts und reduzieren Streuverluste, wodurch die Sonnenenergie, die die Photovoltaikzellen erreicht, maximiert wird.
4. Haftungsleistung
Um die Glasschichten und Solarzellen stabil miteinander zu verbinden, ist eine starke Adhäsion unerlässlich.
● Standard-PVB:
Obwohl Standard-PVB bei Sicherheitsverglasungsanwendungen gut auf Glas haftet, kann es sein, dass es unter längeren feuchten Hitzebedingungen keine gleichmäßige Haftung aufrechterhält.
● PV-Qualität PVB:
PVB in PV-Qualität bietet eine verbesserte Haftung sowohl auf Glas- als auch auf Photovoltaikzellenoberflächen (z. B. kristallines Silizium oder Dünnschichtmaterialien), selbst nach intensiver Temperaturwechsel- und Feuchtigkeitseinwirkung. Es widersteht Blasenbildung und Kantenablösung, die häufige Fehlerursachen bei PV-Außenanlagen sind.
5. Elektrische Isolierung und Modulzuverlässigkeit
Photovoltaikmodule müssen außerdem eine elektrische Isolierung aufweisen, um Sicherheit und Leistung zu gewährleisten.
● Standard-PVB:
Nicht mit elektrischer Isolierung als primärer Funktion konstruiert; Leitfähigkeit oder eindringende Feuchtigkeit könnten bei Solarmodulen problematisch sein.
● PV-Qualität PVB:
PV PVB-Folien zeichnen sich durch eine hohe Durchschlagsfestigkeit und geringe Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aus und wirken als Schutzbarriere gegen potenzialinduzierte Degradation (PID). Diese Eigenschaften sind wichtig, um Kurzschlüsse zu vermeiden und eine konstante Ausgangsleistung über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.
6. Prozesskompatibilität beim Laminieren
PV-Module durchlaufen einen Glas-Folie-Zellen-Folie-Glas-Laminierungsprozess, normalerweise unter Vakuum bei hohen Temperaturen.
● Standard-PVB:
Obwohl Standard-PVB-Folien laminierbar sind, funktionieren sie bei den längeren Verarbeitungszyklen und höheren Temperaturen, die für die Einkapselung von PV-Modulen erforderlich sind, möglicherweise nicht gut. Es können Blasen, eine schlechte Kantenversiegelung oder Verfärbungen auftreten.
● PV-Qualität PVB:
PV-Folien sind speziell für die Laminierung von Solarglas optimiert und weisen Folgendes auf:
Größere Verarbeitungsfenster
Stabile Schmelzviskosität
Weniger Gelpartikel
Hervorragende Fließfähigkeit und gleichmäßige Dicke
Dies gewährleistet eine gleichbleibende Modulqualität und reduziert Produktionsfehler.
7. Anpassung und zusätzliche Funktionalitäten
PVB-Folien in PV-Qualität können für bestimmte PV-Technologien und -Anwendungen angepasst werden.
Beispiele:
UV-geschnittene PVB-Folien zum Schutz UV-empfindlicher PV-Materialien
Antireflexions- oder matte Oberflächen für eine bessere Ästhetik im BIPV
Farbige PVB-Folien zum Verschmelzen von PV-Modulen mit Gebäudefassaden
Feuerhemmende PVB-Typen zur Einhaltung der örtlichen Bauvorschriften
Eine solche funktionale Anpassung wird bei Standard-PVB-Produkten für die Automobil- oder Architekturbranche selten angeboten.
8. Zertifizierung und Qualitätsstandards
● Standard-PVB:
Erfüllt Sicherheitsverglasungsnormen wie ANSI Z97.1 oder EN 12543, die sich auf das Aufprall- und Splitterverhalten konzentrieren.
● PV-Qualität PVB:
Muss strenge Photovoltaik-Zertifizierungen einhalten, wie zum Beispiel:
IEC 61215 (Entwurfsqualifizierung und Typgenehmigung)
IEC 61730 (Sicherheitsqualifikation für PV-Module)
UL 1703 (Standard für Flachplatten-PV-Module)
Diese Zertifizierungen gewährleisten langfristige Leistung, elektrische Isolierung und Umweltzuverlässigkeit.
Obwohl sie eine gemeinsame chemische Basis haben, sind PVB-Zwischenschichtfolien in Photovoltaikqualität eine spezielle Weiterentwicklung der Standard-PVB-Technologie. Sie sind auf die anspruchsvollen Anforderungen von Solarenergiesystemen zugeschnitten und bieten verbesserte optische Klarheit, Wetterbeständigkeit, Haftung und elektrische Isolierung. Mit dem Wachstum der Solarindustrie – insbesondere bei BIPV- und transparenten PV-Anwendungen – wird die Rolle von Hochleistungs-PVB in PV-Qualität immer wichtiger.
