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光伏背板认识六大误区浅析(上)

2014-12-2 15:50| 发布者: echo| 查看: 10317| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 在过去的几十年中,全球光伏行业迅猛发展,光伏发电作为清洁能源在世界各地得到了广泛应用。在中国,大型地面电站建设在西北地区如火如荼,分布式电站受益于国内政策强力推动也遍地开花。一块块深蓝色的太阳能电池板 ...
       在过去的几十年中,全球光伏行业迅猛发展,光伏发电作为清洁能源在世界各地得到了广泛应用。在中国,大型地面电站建设在西北地区如火如荼,分布式电站受益于国内政策强力推动也遍地开花。一块块深蓝色的太阳能电池板在阳光照射下源源不断地提供绿色可再生能源,光伏发电逐渐进入大众视野,应用越来越广泛。
       众所周知,光伏组件设计使用寿命要求25年以上,因此,对构成组件的配套材料也提出了相应的工作寿命要求。背板作为光伏组件中仅次于电池片的关键材料。直接与外部环境大面积接触,不仅对光伏组件起到保护和支撑作用,还必须具有可靠地绝缘性、水汽阻隔性和耐候性,其使用寿命一般也要求在25年以上。近几年,大幅攀升的光伏电站装机量带动背板需求快速增长,动辄数十几吉瓦的年装机量让原本就规模不大的背板厂商供不应求,需求的激增使得背板市场出现了越来越多的新材料、新技术和新产品。然而,近期爆出的各类质量问题在业界已引发了不小的震撼,其中就有些直接和本班有关,于是,终端(开发商、EPC、业主)开始将视线聚焦到光伏背板上来。
       事实上,业界对光伏背板的认识很多观念还停留在四五年前,本文主要针对光伏背板常见的六大误区进行归纳总结,希望能够为业界消除认识误区,并为背板选型提供参考。在介绍六大认识误区之前,先来看一下目前市场上常见的背板结构及组成材料。

       背板结构及组成材料

       传统的背板为层状“三明治”结构(一般为三到五层),根据是否使用含氟材料可分为氟碳背板和非氟碳背板。氟碳背板因其外层含氟材料中的氟碳键化学键能很高(C-F键能:485.6KJ/mol),因此具有稳定的化学结构和优良的抗环境侵蚀性能。氟碳背板外层常见的含氟材料一般为PVF、PVDF和改性PTFE,中间层使用具有良好绝缘性能的PET,所以双层含氟的氟碳背板结构主要有PVF/PET/PVF和PVDF/PET/PVDF以及改性PTFE/PET/改性PTFE三种,其中,前两种结构层与层之间采用胶粘剂粘合,也就是业内常见的复合型背板,最后一种通过涂布技术整合,即涂覆型背板。内层的PVF、PVDF和改性PTFE一般还需经过表面处理以确保与EVA有良好的粘合性能。单层含氟的氟碳背板以PVF/PET/EVA和PVDF/PET/EVA最为常见,每层用胶粘剂粘合。用EVA取代含氟材料既降低了成本,同时又确保了背板与EVA之间良好的粘合性能。
       非氟碳背板主要以PA、PET和PO(聚烯烃)为基材,通过添加助剂或表面修饰的方法可提高PET和PO的阻隔性和耐候性。

       背板认识误区一:涂覆型背板水透性大?

       表1是使用MOCON水透仪对不同材料水透的测试结果(红外法),表1中序号1至序号3是不同厚度PET材料的水透值,约在2g/m2.d左右,PET越厚,水透值越小。序号4和序号5是美国杜邦公司PVF薄膜、序号6和序号7是法国阿科玛公司的PVDF薄膜,测试结果表明两种氟膜的水透值均在20g/m2.d以上,而序号8和序号9显示PE值的水透值在6g/m2.d这一标准,充分说明背板水透性主要与中间基材(PET)材质和厚度直接相关,是实际上的水气阻隔层。
       对比五款不同结构的氟碳背板(序号11至序号15),水透值都在2g/m2.d以下,表面水透值与涂覆还是复合并没有相关性,而与中间层PET的材质和整块背板的厚度直接相关;序号16中AAA背板的水透值为3.32g/m2.d,这与尼龙的吸水性(亲水性)有关,所以AAA背板不满足国标要求。另外,对PET基材进行特殊处理也会引起水透值的变化,具体变化与处理的材料与工艺有关,而业界对于蜗牛纹的疑惑,其根本原因还在于EVA,与背板并无直接关系。

 

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