| 世界性的能源紧缺和全球性的环境及应对气候变化问题，促使各国政府不得不改变过去依靠高资源消耗的发展模式，大力开展节能减排工作和新能源的开发利用，走可持续发展的道路。光伏发电是当前世界开发利用新能源与可再生能源的主要形式之一。在我国，光伏发电具有广阔前景，相应的技术日新月异，成本不断下降，已开始进入规模化市场应用的阶段。 考虑到光伏组件的使用环境是在日晒雨淋的户外，生产商承诺的使用保质期长达 20 年甚至 30 年之久，因此光伏组件的环境适应性和组件所采用的关键材料，如前盖板玻璃、背板、封装胶膜等的环境适应性，越来越受到厂家的重视。此外，组件所处的环境条件千差万别，如何针对不同使用环境进行针对性的选材和结构设计，节约组件的制造成本也是厂家非常关心的问题之一。 利用 ATR-FTIR 技术分别对原始背板的糙面和光面进行分析，结果如下图所示。图 7 中 1033cm-1、1092cm-1 为 -CHF 的伸缩振动峰，1409cm-1 为与 -CHF 相连的 -CH2 基团的变形振动吸收峰，将与标准谱图库进行对比，可以确定该物质为聚氟乙烯。图 8 中 2919cm-1、2852cm-1 为 -CH2 的伸缩振动峰，1740cm-1、1380cm-1、1242cm-1 为醋酸酯的特征吸收峰，根据这些特征谱带及与标准谱图库进行对照，可知其为乙烯－醋酸乙烯酯的共聚物（EVA）。由于中间层物质不易分离，暂时无法对其成分进行分析。根据背板选材的一般规律，其成分应为常用的 PET 薄膜。因此，初步判定该背板为常见的 TPE 型背板。 本文将对某国产光伏电池厂商所采用的背板材料结构进行分析，并研究其耐湿热老化行为，探索发展快速评价背板材料的耐老化性能和选材技术。 一、实验1. 主要设备仪器 实验使用的主要设备仪器有：湿热老化实验箱、傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪、扫描电镜、能谱分析仪、台式色差计。 2. 试样的制备 将市售背板材料裁剪成 5cm×7cm 的小方片。 3. 湿热老化实验 依据 IEC 61215 中 10.13 的要求，开展温度为 85±2℃、相对湿度 85%±5% 的湿热老化实验。总实验时间为 2500h。 4. 测试与表征 (1) 背板颜色的测量 依据 GB/T 15596－2009 的规定，用色差的改变表征背板试验前后颜色的变化，在湿热试验中定期取样，测量并计算背板材料的色差值，结果取 3 次测量的算术平均值。 (2) 表面形貌观察 采用德国 CARL ZEISS EVO-18 型扫描电子显微镜对背板截面和上、下表面进行观察。图像模式为 SEM，束流（Emission）70nA，工作距（WD）20mm/30mm。加速电压和放大倍率根据图像效果确定。 (3) 傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析 采用 Thermo Nicolet 公司生产的 NEXUS 870 型 ATR-FTIR 红外光谱仪对背板材料的成分进行表征，分辨率为 4cm-1，扫描范围 600~4000cm-1，扫描次数为 32。 二、分析与讨论 1. 背板的结构及材料成分分析 肉眼可直接观察到原始背板的两个表面为一个光面、一个糙面。对原始背板的截面采用 SEM 技术进行观察，可看出背板为三层结构，并且在粘合的过程中，施胶不均匀，部分地方未完全粘合（图1）。   图 1 背板原始截面的 SEM 照片 图 2 样品颜色在湿热老化过程中的变化 |
