太阳能光伏组件原材料成本与质量控制全
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背板
1.1.2 PET(聚对苯二甲酸乙二酯) 作用:降低水汽透过率
优异的绝缘性能
缺点:在高温高湿中容易水解 在紫外光照中易发生光降解
背板
1.1.3 与EVA粘结层
与EVA粘结层主要有含氟膜和EVA(不同于EVA胶膜)两大类 。 性能要求:优秀的抗紫外能力
较高的光反射率 一定粘结强度
含氟薄膜 EVA
特点: 优异的耐侯性 低的水汽渗透率 良好的电绝缘性 一定的粘结强度
经典TPT结构背板图示
背板
1.1.1 含氟膜(或其替代物)
主要有PVF(聚偏氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四 氟乙烯)、THV(四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物)、聚酰亚胺 、改性PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等。
与EVA粘结层缺陷:脱层(表面处理问题,EVA质量问题,交联度不 达标)、发黄(材料不耐老化,如东洋PVDF+W-PET+V-PET+LE的LE层容 易老化发黄)。
背板的材质决定了组件的使用年限。
EVA
2.1 EVA的交联反应
EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜是一种受热发生交联反应,形 成热固性凝胶树脂的热固性热熔胶。
提高EVA的抗氧化性能 提高EVA的耐紫外黄变,捕捉自由基,延缓EVA老化 提高EVA与玻璃的粘结强度
EVA
2.3 EVA主要供应商及性能比对
EVA厂家众多,主要EVA供应商有日本三井化学,Bridgestone, 国内的如First,台塑。
下面是Bridgestone S11与First F806差异的对比。
EVA胶膜在未层压前是线性大分子,当受热时,交联剂分解,形 成活性自由基,引发EVA分子间反应形成网状结构。从而提高EVA的力 学性能、耐热性、耐溶剂性、耐老化性。
交联
EVA
2.2 EVA的主要组成及对其性能影响
EVA胶膜主要由EVA主体、交联剂体系(包括交联引发剂和交联剂 )、阻聚剂、热稳定剂、光稳定剂、硅烷偶联剂等组成。
价格 贵 便宜
与EVA粘结层性能比较
抗紫外 优
一般
与PET粘结 一般 优
对PET保护 优 差
与EVA粘结 良 优
背板
1.2 市场上主流背板及其组成
目前背板主要有:TPT结构,TPE结构,纯PET结构,APA结构, AAA结构等。(此处T泛指含氟层)
TPT结构:含氟层+PET+含氟层 TPE结构:含氟层+PET+EVA(低VA含量) APA结构:聚酰亚胺+PET+聚酰亚胺 AAA结构:三层聚酰亚胺复合 国外较知名的背板厂家有:Isovolta、Madico、Covene、 Honeywell、Krempel、3M、SFC、Toyal等。 国内的背板厂家主要有:台湾台虹、杭州特富龙、苏州中来、苏州 赛伍,其中特富龙和中来属于自主研发,台虹和赛伍的含氟膜是从国外 采购。
各种膜性能对比
PVF
PVDF
PTFE
THV 聚酰亚胺 改性PET
耐侯性
优
优
优
优
良
一般
使用温度/ ℃
-70~110
-40~150 -190~260 /
-260~300
/
与PET黏合
一般
一般
一般
良
优
优
加工方式 挤出/流延/涂布 挤出/涂布 涂布
挤出
挤出
挤出
加工方式不同对膜的性能影响很大,一般说来挤出法优于流延法,涂布法因为其工艺尚不成 熟,性能相对最差。
备注 机械强度较弱 Tedlar为一代
Tedlar为二代 Tedlar为一代 PET有两层 不同改性PET 添加黑色助剂
背板
1.3 背板的评价指标及检验方法
评价指标
检测项目
检测方法
外观
尺寸,瑕疵
力学性能 抗拉强度/断裂伸长
电学性能 击穿电压
收缩率
二维尺寸稳定性
透水率
透水率测试
粘结性能
与EVA/硅胶剥离强度 层间剥离强度
二代Tedler逊于一代
Madico TPE Tedlar+PET+EVA
良 较薄,耐侯性能不及TPT
日本TOYO
PVDF+PET+PE
一般 PET材质差,PE易发黄
透明背板
PET+PET+PET
差
PET自身结构耐侯性差
TOYO黑色
与上结构一致
差
PET材质差,易老化
注:限于版面限制,背板型号和部分参数未示出; 一代Tedlar采用挤出吹塑法,二代采用流延法。
注:可靠性测试主要是针对材料变更或定期检测;所列背板的测试项目, 可以根据实际情况选测。下同。
背板
1.4 常见的背板失效方式
背板自身结构缺陷:使用年限不达标(表现为PET脆化、发黄,背 板破裂,如纯PET结构组件一般使用年限不超过10年)。
层间胶黏剂缺陷:背板层间分层(涂胶工艺稳定性问题,或层间胶 黏剂粘结强度不够,或层间剥离力老化衰减快)
组件原材料成本与质量控制
光伏科技有限公司
• 背板 • EVA • 焊带 • 硅胶 • 接线盒 • 附录
主要内容
背板
1.1 背板的结构及Fra Baidu bibliotek点
由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜,主要由三层组成: 含氟膜(或其替代物)+PET层(或其替代物)+与EVA粘结层(有含氟 膜、改性EVA、PE、PET等)。
各部分对EVA性能的影响如下:
名称 VA含量 分子量及分布 交联剂体系
阻聚剂 抗氧剂 光稳定剂 硅烷偶联剂
对性能的影响
VA含量越高,流动性越大,软化点越低,粘结性能越好,极性越大 分子量越高,流动性越差,整体力学性能越好 决定EVA的固化温度与固化时间。好的交联剂体系,可以降低气泡产 生可能性,同时残留的自由基少,减少不稳定因素 主要是用来延缓交联反应的时间,有利于抽真空时气泡的排除
背板
几种主流背板性能对比
背板 Isovolta AAA
组成 三层聚酰亚胺
耐侯性 优
缺陷 自清洁能力差,易脏污
Isolvolta TPT Tedlar+PET+Tedlar 优
层间剥离力弱,价格贵
SFC TPT Tedlar+PET+Tedlar 良
NA
台虹 TPT Tedlar+PET+Tedlar 良
可靠性验证 参见附录
符合进料检验作业指导书要求(目测,尺) 按照GB/T 1040测试要求进行测试(万能试验机) 按照GB/T 1408测试要求进行测试(电压击穿试验机) 150℃,30min测量背板二维尺寸变化(恒温箱) 按照ISO 15106-1测试要求测试(透水率测试仪) 按照GB/T 2791测试要求测试(万能试验机) 测试背板间剥离力最薄弱层,要求达到指标值 参考IEC要求测试(参见附录)