门户-光伏|太阳能|PV|技术|质量|认证|标准
一、背景 太阳能光伏发电越来越多的成为我们生活中的一部分,国家十二五计划把2015年总安装量设定在15GW,这就预示了我们生活用电的一部分会在不久的将来悄然变为来自太阳能发电。作为太阳能发电的主要部件,光伏组件的质量非常的重要,而光伏组件的寿命与其使用的原料密切相关。在所有的原料中,塑料部件寿命是最短的。所以光伏组件中塑料部件的寿命决定了光伏组件的寿命。在所有塑料部件中,背板无疑是最重要的。 背板是所有封装材料中成本比重最大的部分,由于硅材料价格的迅速降低,其也成为组件成本重要构成之一。背板的成本由其所用的材料所决定,而不同材料的寿命是不同的,是否能满足组件要求的25年寿命也成为越来越多组件厂和发电用户所关心的问题。 二、背板的各种结构 目前常用的背板有多种结构,可以分为TPT、TPE、PET和涂层四类,具体 见下表。 一般生产TPT结构的工厂都能生产TPE结构的背板。早期氟塑料主要使用杜邦公司生产的聚氟乙烯薄膜(PVF-Tedlar)。由于聚氟乙烯的供应商非常少,所以目前越来越多的工厂使用聚偏氟乙烯(PVDF)。PET结构的背板最早在日本市场开始使用,其使用耐候性PET替代氟塑料,原因是日本对组件的寿命要求低于国际市场要求的25年,在2008到2009年间由于氟塑料薄膜紧缺而在中国得到使用。氟涂层的背板最早由浙化院开发,使用常温交联型的氟塑料涂层涂布于PET上。其从技术原理而言是一种非常有优势的技术替代方案,但在技术扩散过程中由于成本压力,常温交联型氟涂层被替换成低成本的普通型氟涂料,背板性能显著下降。只是由于成本价格低,其仍是目前国内生产量最大的国产背板。 在各种背板结构中,耐候性最好的无疑是TPT和TPE结构背板,但氟塑料薄膜受供应商少的限制。耐候性其次的是常温交联型氟涂层背板。常温交联型氟涂料成本较高,此和通常光伏组件厂认为氟涂料背板应低价的观念有矛盾,同时由于制造商的宣传不够导致此类背板尽管质量较好但使用并不广泛。普通氟涂料涂层背板和PET结构的背板耐候性是最差的,但其低价格对一些组件厂非常有吸引力。目前日本一些公司综合成本与耐候性的双方面因素,正在开发在PET结构的背板上涂覆氟涂层的办法来弥补两种背板耐候性都差的缺点,这种办法应该能对该类背板的耐候性有一定的提升。 三、背板老化的原因 不同结构背板老化的原因都是塑料的降解,其降解过程按不同结构使用不同 塑料而不同。 1 氟涂层背板 氟涂料是使用聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯的微小颗粒和基础树脂一起分散在 溶剂中而形成。使用时将溶剂挥发,氟塑料颗粒和基础树脂固化在被保护物表面,基础树脂可以交联也可以不交联。氟塑料本身以颗粒形式分散在基础树脂中,相互不接触。 水汽或紫外线首先攻击氟塑料颗粒间基础树脂,导致其很快降解。基础树脂 为环氧树脂、丙烯酸酯树脂或者是聚氨酯树脂,其耐候性远差于氟塑料。其本身是极性树脂,由于分子链较为复杂而树脂的结晶性低,所以其透水率也较高。水汽会通过涂层中的基础树脂和涂层中的细小裂纹攻击在下层的PET薄膜,而使PET很快降解开裂,而使这类背板在强湿热老化时开裂严重。 |