提問(wèn)這么久,沒(méi)人回答,自問(wèn)自答!??!可恥也不匿!
首先,同意這個(gè)問(wèn)題Chad Yuan并表示感謝!
1. 背板是什么當(dāng)前,絕大部分的晶硅組件都是五層層壓結(jié)構(gòu),包括鋼化玻璃、EVA(POE)、電池片、EVA(POE)、背板。可以說(shuō),在這種結(jié)構(gòu)中,其他材料是為了保護(hù)電池而設(shè)計(jì)的,所以其他材料被稱為封裝材料。在這種結(jié)構(gòu)中,頂層玻璃和底層背板主要起保護(hù)和支撐作用,中間層EVA/POE主要用于將這些材料粘在一起。
背板,顧名思義,是組件背面的那一塊板,與前板相對(duì)應(yīng)(前板一般為鋼化玻璃),因?yàn)樗话悴蛔鳛樘?yáng)的迎受面;又因?yàn)楸嘲逶诖蟛糠智闆r下是一張高分子復(fù)合薄膜,所以背板也被叫做背膜。
2. 前世今生背板要說(shuō)背板,我們必須從氟膜開(kāi)始。為什么是氟膜,除了氟材料本身的優(yōu)良性能(包括紫外線、耐腐蝕、耐濕熱、自清潔等,基本上所有需要滿足氟材料性能的戶外條件)Tedlar PVF薄膜。
1975-1985年,美國(guó)NASA的JPL經(jīng)過(guò)十年的戶外老化和實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證了26種不同結(jié)構(gòu)的組件和不同材料的背板,將組件的故障率從45%降低到0.1%;從而為當(dāng)前組件的五層結(jié)構(gòu)和**代經(jīng)典奠定了標(biāo)準(zhǔn)TPT背板的位置。
TPT中的TTedlar PVF簡(jiǎn)寫(xiě)薄膜,P是PET的簡(jiǎn)寫(xiě)。當(dāng)前,TPT背板是光伏行業(yè)**經(jīng)過(guò)25年戶外實(shí)證的背板結(jié)構(gòu)。既然Tedlar 這么好,當(dāng)然,我們急于啊,但是,杜邦產(chǎn)能這么大,早期光伏組件生產(chǎn)少,杜邦也可以供應(yīng),隨著中國(guó)光伏企業(yè)的崛起,經(jīng)過(guò)幾年的指數(shù)增長(zhǎng),杜邦不能攜帶,即使在Tedlar當(dāng)價(jià)格飆升時(shí),Tedlar也是一膜難求,早期光伏背板企業(yè)可以搶Tedlar可開(kāi)工的場(chǎng)景。
在這樣的環(huán)境下,法國(guó)阿科瑪在2009年左右成功推出了三層結(jié)構(gòu)Kynar PVDF基于薄膜,申請(qǐng)專利保護(hù),同時(shí)開(kāi)發(fā)Kynar PVDF薄膜的KPK結(jié)構(gòu)背板Kynar光伏行業(yè)也被稱為所有商標(biāo)名稱PVDF薄膜為K膜,即使它們與Kynar沒(méi)關(guān)系。
商人總是聰明的。Tedlar PVF由于專利保護(hù)嚴(yán)格,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,薄膜很少;但PVDF做起來(lái)簡(jiǎn)單多了,Kynar PVDF薄膜專利保護(hù)三層共擠,那我做一成總可以,加上成本低,所以,PVDF隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,薄膜產(chǎn)量不斷上升。截止2018年,PVDF薄膜背板的用量比PVF薄膜背板多了一倍多。
但商人總是聰明的。既然PVF、PVDF都是含氟材料,那么含氟涂層行嗎?你看,含氟涂料不僅含氟,而且加工工藝簡(jiǎn)單,界面少,成本低。什么,你說(shuō)可靠性不好?不耐紫外線、濕熱、腐蝕?嗯,我把它放在內(nèi)層,水蒸氣少,紫外線照射強(qiáng)度低。TPC和KPC結(jié)構(gòu)背板總能嗎?行!于是,TPC、KPC結(jié)構(gòu)背板誕生了,也是雙面氟背板,但內(nèi)層被氟涂層取代。
你看,商人總是聰明的。既然你的內(nèi)層可以用可靠性未知的氟涂層代替,為什么我不能用更便宜、完全不含氟的氟涂層代替呢?PO/PE配方改進(jìn)后,改進(jìn)PO/PE不僅能承受一定的紫外線輻射,還能承受一定的濕熱,*重要的是,PO/PE膜能提供良好的水蒸氣阻隔,一舉兩得,既能降低成本,又能增加水蒸氣阻隔。并且,PO/PE膜的粘接性比含氟材料好多了。
OK,既然氟涂層可以作為內(nèi)層使用,是否可以在外層試試?只要能通過(guò)IEC61215,我的價(jià)格比氟膜背板低30%。好吧,試試。結(jié)果表明,除了防落砂性能和涂層水蒸氣阻隔性能略差于氟膜背板外,其他性能和氟膜背板都在同一個(gè)量級(jí),*重要的是價(jià)格低廉。于是,CPC結(jié)構(gòu)背板K膜系列背板三腳鼎立。
商人總是聰明的。由于氟涂層可以作為背板的外層,為什么非氟材料不能呢。所以,那一年,Isovolta創(chuàng)造性發(fā)明3A背板(三層PA如果是這樣,就會(huì)開(kāi)裂?,F(xiàn)在,光伏行業(yè)已經(jīng)爆炸,背板的可靠性問(wèn)題一個(gè)接一個(gè)地被拋出。組件制造商不知道如何選擇如果有一點(diǎn)未知的隱患,他們會(huì)感到緊張;背板制造商也互相攻擊。沒(méi)有人接受任何人。他們都聲稱他們的產(chǎn)品可以保修25年。
3. 背板的性能要求目前,背板的主要要求來(lái)自兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
GB/T 31034 晶體硅太陽(yáng)能電池組件采用絕緣背板
IEC 62788-2 Measurement procedures for ** terials used in photovoltaic modules-Part 2: Polymeric ** terials- Frontsheets and backsheets
同時(shí),作為光伏組件的存在,還必須符合光伏組件的標(biāo)準(zhǔn),主要包括:
IEC 61215 Terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification and type approval
IEC 61730 Photovoltaic (PV) module safety qualification
常規(guī)性能
背板作為光伏背板的包裝材料,必須首先保證光伏電池和部件使用的兩個(gè)重要性能;相應(yīng)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)是背板的絕緣和阻水性(光伏電池受水蒸氣的影響很大);
其中,用電性能表示絕緣性,典型的表示方法是:
擊穿電壓:背板能承受的*大電壓值一般要求≥16kV;
DTI:絕緣穿透距離。這是為了保證聚合物前板或后板在層壓過(guò)程后依賴的絕緣層的*小厚度,包括模擬*壞的人造金屬缺陷;
CTI:相對(duì)泄漏痕跡指數(shù)。固體絕緣材料表面在電場(chǎng)和電解質(zhì)的聯(lián)合作用下逐漸形成導(dǎo)電路徑的過(guò)程稱為泄漏痕跡。相對(duì)泄漏痕跡指數(shù)是材料表面能承受50滴電解質(zhì)(0.1%氯化銨水溶液)而無(wú)泄漏痕跡的*高電壓值;單位為V;
體積電阻率:背板各單位體積對(duì)電流的阻抗一般要求≥10^13 Ω.m;
阻水性能(水蒸氣透過(guò)率,WVTR)使用專業(yè)設(shè)備,常用的電解和紅外兩種模式,模式不同,結(jié)果不同,一般電解低于紅外測(cè)量結(jié)果,因此測(cè)量WVTR設(shè)備模式必須標(biāo)明。
其他性能是評(píng)估材料使用要求的符合性
厚度:直接決定背板DTI同時(shí),由于背板由多層材料組成,分層厚度可以確認(rèn)材料是否符合技術(shù)質(zhì)量協(xié)議;
機(jī)械性能:拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、卷曲特性;背板除絕緣、防水外,還具有一定的支撐性能(主要支撐性能由前玻璃提供),一方面可以評(píng)估材料性能是否滿足支撐要求,另一方面可以監(jiān)控材料的批穩(wěn)定性;
粘接性能:和EVA/POE的 180°剝離/T-氟膜層間剝離/T剝離;與EVA/POE剝離主要是評(píng)估背板與膠膜之間的粘接力,確保背板與膠膜在使用過(guò)程中不分離,一般要求*少>60N/cm;氟膜層間剝離主要評(píng)估氟膜和氟膜PET保證氟膜與氟膜的粘接性能PET一般要求>4N/cm;
熱性能:耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、相對(duì)熱膨脹、導(dǎo)熱系數(shù);背板材料必須具有良好的熱性能,背板材料必須具有良好的熱性能;具體方法不擴(kuò)展,是傳統(tǒng)方法,感興趣可以自己百度;
特殊性能:
光學(xué)性能:透光率、反射率
透光率是針對(duì)透明背板的。一般來(lái)說(shuō),透光率是指光波長(zhǎng)范圍內(nèi)可用于光伏組件發(fā)電的光的平均透光率。目前,該行業(yè)尚未對(duì)該范圍作出明確規(guī)定。一般來(lái)說(shuō),俗稱380-1100nm 也有380-780波段的光nm以可見(jiàn)光波長(zhǎng)為依據(jù)。根據(jù)*新報(bào)告,目前透明背板的透光率可達(dá)93%左右;
反射率是針對(duì)非透明背板(當(dāng)然,黑色背板不考慮反射率),主要是因?yàn)樘?yáng)穿透前玻璃和電池間隙,通過(guò)玻璃形成二次反射,反射光可以繼續(xù)發(fā)電,增加發(fā)電;反射波段類似于透光率,沒(méi)有明確的行業(yè)規(guī)定,約定傳統(tǒng)波段為380-1100nm或380-780nm。
外觀:光澤度表示背板表面的光滑度。光澤度越高,背板表面越亮,鏡面效果越明顯;光澤度越低,表面越啞,看起來(lái)越粗糙;
化學(xué)穩(wěn)定性:耐酸性和耐堿性;將特定濃度的鹽酸和氫氧化鉀浸泡在背板表面,觀察背板表面的外觀和的耐化學(xué)腐蝕穩(wěn)定性;
阻燃:表示背板材料的阻燃等級(jí),防止背板因組件熱點(diǎn)引起的局部過(guò)熱而引起組件火災(zāi);
落砂/吹砂/鹽霧:表示背板在特定環(huán)境下(沙漠、鹽堿地、海邊等)的性能;
老化性能
加速老化(HAST):一般是在121℃、100% RH處理一定時(shí)間(一般24H-96H),評(píng)估極端條件下材料的性能衰減;
沸水處理:將材料放入沸水中(988±2℃)泡煮一定的時(shí)間(例如,24H),在極端條件下評(píng)估材料的性能衰減;
環(huán)境模擬老化(長(zhǎng)期老化):DH,也叫雙85,背板在85℃、85% RH將環(huán)境箱放置一段時(shí)間(一般為1000H、2000H、3000H),背板在極端戶外環(huán)境下的性能衰減;
UV(紫外線)老化:將背板放置在紫外線光源暴露的環(huán)境中,接受一定劑量的紫外線照射,模擬高劑量紫外線照射后背板的性能衰減;業(yè)內(nèi)常用UV金素鹵素?zé)艉碗療粲袃煞N老化光源,光源不同,時(shí)間和條件也不同。
主要更新背板的主要制造商和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)...