| 背板认识误区二：涂覆型背板不耐落砂？
光伏背板在户外直接与环境大面积接触，对位处西北的电站业主来说，背板耐风砂磨损的强度也是他们关心的问题，以中国新疆塔克拉玛干沙漠为例，年均输沙量在数吨，沙漠中心地区年均输沙量甚至高达数十吨，这么大的输沙量对于背板有多大的影响？因为较难展现实际风砂冲击情形，我们根据涂料耐磨性测试标准GB/T 23988-2009来模拟户外风砂对背板空气面的磨损情况。
实验准备：实验前，先检查从导管下端落下的砂流，用底部调整螺钉使装置从中心直至从互为90°的两个位置上观察时，砂束的内心正好落在砂流的中心位置上为止。实验采用的标准石英砂粒径规格在250-650μm，一次倒入量以2000mL±10mL数量为宜，流出速度以21-23.5s内流出2L石英砂为标准。
操作步骤：在每块试验样背板上标出1个圆形区域，该区域即为冲击面积，约0.0005平米（直径约25mm），将背板固定在试验器上。调整背板使其标出的圆形区域正好在导管中心的下方，将一定体积的标准砂灌注到漏斗中，打开开关，使砂通过导管，撞击到待测试背板上。安装在试验器底部的容器收集落下的砂。重复上述操作，直到背板空气面被破坏，有4mm直径的区域露出基材。我们选取了多家背板厂商的背板做了上述实验，结果如表2所示。表2中数据表明，耐磨性与外层材料的厚度直接相关，厚度越厚，用砂总量越多，氟碳背板单位厚度的耗砂量在4-6L/μm，表明背板的耐磨性与涂覆还是复膜没有直接关系，此外，背板的材料硬度、柔韧性对背板的耐磨性能均有影响。
另外，根据表2测试结果，以氟碳背板为例，如果背板的外层膜厚在20μm以上，耗砂量至少也有100L，中来FFC-JW30四氟型太阳电池背膜，采用四氟涂料配方在线交联固化成膜技术，膜层坚固抗刮，耐磨性好，而且将微波固化技术创新应用在背膜氟涂料固化上，膜层致密均匀，表观好。FFC-JW30背板耐落砂冲击达148L，单位厚度的耗砂量看似与传统氟膜相似或略高。但是，需要指出的是复合型背板使用胶粘剂把氟膜和基材粘接起来的，胶粘剂的厚度也对耐磨性贡献很大，而我们在实际计算中并未将胶粘剂的厚度算在内，所以表2中氟膜的单位厚度的耗砂量准确来说应该是氟膜与胶粘层中的耗砂量，如果单纯就氟膜而言其单位厚度的耗砂量要低于表2所给出的数据。换言之，单纯氟膜的耐磨性要低于同样厚度的涂膜。这样的测试结果符合如下的分子机理：单纯的氟膜是一个非交联型的二维结构，在纵向（Z方向）缺乏强有力的化学键，而只是比较弱的范德华力和氢键，所以耐磨性较差；相反涂覆型的氟层是一个交联的三维网络结构，在X、Y、Z三个方向都有强有力的化学键相连接，这种致密的网络结构并无明显的缺陷，要破坏起来比较困难，从而具有较高的耐磨性。
户外砂的移动实际情况有三种形态：滚动、跳动和浮游，其主要是根据砂粒粒径的不同而区分的，砂粒粒径与其移动状态关系图见图2。砂的滚动现象是跳动着的砂粒由于碰撞而在地表进行混乱移动，产生这种现象的砂粒粒径一般超过500μm，由于比重较大，此类砂不会飞舞。另一种户外砂移动情况是跳动，这是沙漠特有的现象，这类砂粒粒径在100-500μm，由于风等原因被举起后落下，这是唯一会对背板产生影响的砂粒移动形式。最后一种是砂的浮游现象，在有风的情况下，可以移动到沙漠以外的区域，北方一些城市的雾霾天气也与它有关，该类砂粒粒径小于100μm，由于粒径极小，冲击能量较低，故此类砂对背板影响很小。
未完，待续。。。。。 |
