مانع التسرب السيليكوني نوع جديد من مواد الختم البوليمرية. بفضل تركيبته المكونة من السيليكون والأكسجين ومجموعاته العضوية، يتميز بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية، ودرجات الحرارة العالية والمنخفضة، والرطوبة العالية.
علاوة على ذلك، يتميز مانع التسرب السيليكوني بتأثير التصاق قوي على الأسطح مثل المعادن والزجاج والسيراميك والبلاستيك. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل الإلكترونيات والإضاءة والطاقة الكهروضوئية والنقل بالسكك الحديدية والبناء وغيرها.
استخدامات مانع التسرب السيليكوني في صناعة الطاقة الكهروضوئية
مانع التسرب السيليكوني هو أحد المواد المساعدة المستخدمة في وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بما في ذلك بشكل أساسي مانع التسرب الرابط وغراء التغليف.
من بين هذه المواد، يُستخدم مانع التسرب السيليكوني بشكل رئيسي في الوحدات الكهروضوئية لربط الخلايا الشمسية بإطارات سبائك الألومنيوم، وصناديق التوصيل بالألواح الخلفية، وما إلى ذلك. يتكون هذا المانع بشكل رئيسي من مطاط سيليكوني مُبركن أحادي المكون، منزوع الكحول، في درجة حرارة الغرفة. أما غراء التغليف، فيُستخدم بشكل رئيسي لتغليف المكونات داخل صناديق التوصيل. يتكون هذا الصمغ من مطاط سيليكوني مُبركن ثنائي المكون، منزوع الكحول، في درجة حرارة الغرفة. وتتمثل وظيفته الأساسية في منع دخول الماء والأكسجين الموجودين في الهواء إلى مجمع الخلايا الشمسية الكهروضوئية، وبالتالي تجنب انخفاض معدل تحويل الخلايا بسبب أكسدة خلايا السيليكون.
يُعَدّ أداء غراء الخلايا الكهروضوئية أساس تسميته "غراءً كهروضوئيًا". وتُستخدم سلسلة من مؤشرات الأداء لتقييم جودة الغراء. وقد أظهرت الدراسات أن قوة القص الرابطة الأولية لغراء الخلايا الكهروضوئية القياسي يجب ألا تقل عن 1.5 ميجا باسكال، وأن قوة التقشير يجب ألا تقل عن 9.5 كيلو نيوتن/متر. أما بالنسبة لمقاومة التقادم، فيشترط أن يكون ذلك بعد 1000 ساعة من التقادم عند درجة حرارة 85 درجة مئوية ورطوبة نسبية 85% (اختبار 85 المزدوج). ويجب أن تظل خصائصه المختلفة (بما في ذلك الترابط والخواص الميكانيكية) أعلى من 75%، وأن يفي مانع التسرب بمتطلبات حماية البيئة.
لماذا يتم إضافة كربونات الكالسيوم النانوية إلى مانع التسرب السيليكوني؟
في التطبيقات العملية، يُستخدم غراء الخلايا الكهروضوئية غالبًا على الواجهات الرأسية. يجب أن يكون مانع التسرب غير قابل للتنقيط، وغير متدفق، وذو ترهل طفيف، لذا يجب أن يتمتع بخاصية لزجة جيدة. فبدون هذه الخاصية، يسهل على اللاصق تلويث سطح الجسم الملتصق أو بقايا الغراء.
اللزوجة (الثيكسوتروبيا) ظاهرة ريولوجية تتغير فيها خصائص اللزوجة والقص لنظام التشتت بمرور الوقت. يُطلى سطح كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بمواد عضوية، مما يُحسّن بشكل كبير من توافقها وقابليتها للبلل مع المواد العضوية. عند تطبيقها على غراء السيليكون، تُساعد كربونات الكالسيوم النانوية على حل مشاكل مثل التدفق، وانخفاض القوة، وضعف اللزوجة.
تقدم البحث في مجال الغراء الكهروضوئي المعزز بكربونات الكالسيوم النانوية
وفقًا للمعلومات العامة، فإن دور كربونات الكالسيوم النانوية في الغراء الكهروضوئي هو بشكل أساسي التعزيز والملء.
يعتمد التأثير المُقوّي لكربونات الكالسيوم النانوية على غراء الخلايا الكهروضوئية على عدة عوامل، مثل قوة الشد، والترهل، والثيكسوتروبيا، ومعدل الاسترداد المرن، ومقاومة الشيخوخة، ومقاومة الرطوبة والحرارة. تشير الأبحاث التي أجراها لي فوزونغ وآخرون إلى أنه عندما يكون البوليمر الأساسي مكونًا من 100 جزء، وتكون مادة الحشو المُقوّي، وهي مزيج من كربونات الكالسيوم النانوية والسيليكا المُبخّرة بنسبة كتلة 10:2، مكونة من 100 جزء، وتكون مادة الربط المتشابك مكونة من 5 أجزاء، وتكون مادة تعزيز الالتصاق (بنسبة كتلة بوليمر الأمينوسيلان إلى ألكوكسيسيلان 2:1) مكونة من جزء واحد، بالإضافة إلى جزأين من تيتانات رباعي البوتيل كمحفز، يتحسن الأداء الشامل للمادة المانعة للتسرب. بعد مرور 1000 ساعة على درجة حرارة 85 درجة مئوية ورطوبة نسبية 85%، يتجاوز معدل احتفاظها بالأداء 90%.
كشف يو هايشوان وآخرون عن لاصق سيليكون مضاد للأكسدة لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يتكون من المواد الخام التالية: مطاط السيليكون 107، وكربونات الكالسيوم النانوية المعالجة سطحيًا، وزيت سيليكون ميثيل فينيل، وأكسيد معدني، وعامل ربط متشابك مختلط، ومخفف، ومحفز، وعامل اقتران مسبق للتفاعل. وقد أظهرت التجارب أن كربونات الكالسيوم النانوية المعالجة سطحيًا بشكل خاص تعزز قوة ومتانة اللاصق.
تقدم شركة هانغتشو تشيجيانغ للمواد الجديدة المحدودة مادة مانعة للتسرب من مطاط السيليكون من نوع ديلكحول، تحتوي على 100 جزء وزني من بولي دايميثيل سيلوكسان. كما توفر مواد مانعة للتسرب أخرى، مثل 20 إلى 200 جزء وزني من كربونات الكالسيوم، و2 إلى 12 جزءًا وزنيًا من عامل الربط المتشابك بالسيليكون العضوي، وغيرها. تتميز هذه المادة المانعة للتسرب المُحضرة بهذه التركيبة بتماسكها الجيد مع المعادن والبلاستيك والسيراميك والزجاج وغيرها من المواد. وهي مناسبة للاستخدام في سد وحدات الطاقة الكهروضوئية والمباني والسيارات والأجهزة الإلكترونية.
بعض شركات إنتاج الكالسيوم النانوي المحلية للغراء الكهروضوئي
تشمل شركات إنتاج الكالسيوم النانوية المحلية البارزة للغراء الكهروضوئي ما يلي: شركة Guangxi Warner New Materials المحدودة، وشركة Hubei Kailong Chemical Group المحدودة، وشركة Cairns Nano Materials المحدودة، وشركة Shandong Yuxin Nano Technology المحدودة.
خاتمة
شهدت صناعة الطاقة الكهروضوئية خلال العامين الماضيين نموًا سريعًا، واستفادت سوق السلسلة الصناعية بشكل عام.
يشهد سوق المواد اللاصقة في الصين حاليًا نموًا سريعًا، ويتزايد عدد وحجم شركات إنتاج غراء نانو الكالسيوم للأنظمة الكهروضوئية. تجدر الإشارة إلى أن تكنولوجيا إنتاج مانعات التسرب السيليكونية للأنظمة الكهروضوئية تتطور باستمرار، كما أن استخدام كربونات الكالسيوم النانوية والطلب عليها في تزايد مستمر.
مسحوق ملحمي
في آلات مسحوق ملحمةنحن ملتزمون بتطوير تكنولوجيا الطحن فائق الدقة ومعالجة المواد. تضمن معداتنا المتطورة دقة عالية في توزيع حجم الجسيمات وخصائص المواد، مما يدعم صناعات مثل الطاقة الكهروضوئية. سواءً لتحسين أداء مانعات التسرب السيليكونية أو تطبيقات أخرى، تقدم Epic Powder حلولاً مبتكرة لتلبية الاحتياجات المتغيرة للسوق.
