提问这么久,没人回答,自问自答!!!可耻也不匿!
首先,同意这个问题Chad Yuan并表示感谢!
1. 背板是什么当前,绝大部分的晶硅组件都是五层层压结构,包括钢化玻璃、EVA(POE)、电池片、EVA(POE)、背板。可以说,在这种结构中,其他材料是为了保护电池而设计的,所以其他材料被称为封装材料。在这种结构中,顶层玻璃和底层背板主要起保护和支撑作用,中间层EVA/POE主要用于将这些材料粘在一起。
背板,顾名思义,是组件背面的那一块板,与前板相对应(前板一般为钢化玻璃),因为它一般不作为太阳的迎受面;又因为背板在大部分情况下是一张高分子复合薄膜,所以背板也被叫做背膜。
2. 前世今生背板要说背板,我们必须从氟膜开始。为什么是氟膜,除了氟材料本身的优良性能(包括紫外线、耐腐蚀、耐湿热、自清洁等,基本上所有需要满足氟材料性能的户外条件)Tedlar PVF薄膜。
1975-1985年,美国NASA的JPL经过十年的户外老化和实验室,实验室验证了26种不同结构的组件和不同材料的背板,将组件的故障率从45%降低到0.1%;从而为当前组件的五层结构和**代经典奠定了标准TPT背板的位置。
TPT中的TTedlar PVF简写薄膜,P是PET的简写。当前,TPT背板是光伏行业**经过25年户外实证的背板结构。既然Tedlar 这么好,当然,我们急于啊,但是,杜邦产能这么大,早期光伏组件生产少,杜邦也可以供应,随着中国光伏企业的崛起,经过几年的指数增长,杜邦不能携带,即使在Tedlar当价格飙升时,Tedlar也是一膜难求,早期光伏背板企业可以抢Tedlar可开工的场景。
在这样的环境下,法国阿科玛在2009年左右成功推出了三层结构Kynar PVDF基于薄膜,申请专利保护,同时开发Kynar PVDF薄膜的KPK结构背板Kynar光伏行业也被称为所有商标名称PVDF薄膜为K膜,即使它们与Kynar没关系。
商人总是聪明的。Tedlar PVF由于专利保护严格,生产工艺复杂,薄膜很少;但PVDF做起来简单多了,Kynar PVDF薄膜专利保护三层共挤,那我做一成总可以,加上成本低,所以,PVDF随着光伏产业的发展,薄膜产量不断上升。截止2018年,PVDF薄膜背板的用量比PVF薄膜背板多了一倍多。
但商人总是聪明的。既然PVF、PVDF都是含氟材料,那么含氟涂层行吗?你看,含氟涂料不仅含氟,而且加工工艺简单,界面少,成本低。什么,你说可靠性不好?不耐紫外线、湿热、腐蚀?嗯,我把它放在内层,水蒸气少,紫外线照射强度低。TPC和KPC结构背板总能吗?行!于是,TPC、KPC结构背板诞生了,也是双面氟背板,但内层被氟涂层取代。
你看,商人总是聪明的。既然你的内层可以用可靠性未知的氟涂层代替,为什么我不能用更便宜、完全不含氟的氟涂层代替呢?PO/PE配方改进后,改进PO/PE不仅能承受一定的紫外线辐射,还能承受一定的湿热,*重要的是,PO/PE膜能提供良好的水蒸气阻隔,一举两得,既能降低成本,又能增加水蒸气阻隔。并且,PO/PE膜的粘接性比含氟材料好多了。
OK,既然氟涂层可以作为内层使用,是否可以在外层试试?只要能通过IEC61215,我的价格比氟膜背板低30%。好吧,试试。结果表明,除了防落砂性能和涂层水蒸气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个量级,*重要的是价格低廉。于是,CPC结构背板K膜系列背板三脚鼎立。
商人总是聪明的。由于氟涂层可以作为背板的外层,为什么非氟材料不能呢。所以,那一年,Isovolta创造性发明3A背板(三层PA如果是这样,就会开裂。现在,光伏行业已经爆炸,背板的可靠性问题一个接一个地被抛出。组件制造商不知道如何选择如果有一点未知的隐患,他们会感到紧张;背板制造商也互相攻击。没有人接受任何人。他们都声称他们的产品可以保修25年。
3. 背板的性能要求目前,背板的主要要求来自两个标准:
GB/T 31034 晶体硅太阳能电池组件采用绝缘背板
IEC 62788-2 Measurement procedures for ** terials used in photovoltaic modules-Part 2: Polymeric ** terials- Frontsheets and backsheets
同时,作为光伏组件的存在,还必须符合光伏组件的标准,主要包括:
IEC 61215 Terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification and type approval
IEC 61730 Photovoltaic (PV) module safety qualification
常规性能
背板作为光伏背板的包装材料,必须首先保证光伏电池和部件使用的两个重要性能;相应的专业术语是背板的绝缘和阻水性(光伏电池受水蒸气的影响很大);
其中,用电性能表示绝缘性,典型的表示方法是:
击穿电压:背板能承受的*大电压值一般要求≥16kV;
DTI:绝缘穿透距离。这是为了保证聚合物前板或后板在层压过程后依赖的绝缘层的*小厚度,包括模拟*坏的人造金属缺陷;
CTI:相对泄漏痕迹指数。固体绝缘材料表面在电场和电解质的联合作用下逐渐形成导电路径的过程称为泄漏痕迹。相对泄漏痕迹指数是材料表面能承受50滴电解质(0.1%氯化铵水溶液)而无泄漏痕迹的*高电压值;单位为V;
体积电阻率:背板各单位体积对电流的阻抗一般要求≥10^13 Ω.m;
阻水性能(水蒸气透过率,WVTR)使用专业设备,常用的电解和红外两种模式,模式不同,结果不同,一般电解低于红外测量结果,因此测量WVTR设备模式必须标明。
其他性能是评估材料使用要求的符合性
厚度:直接决定背板DTI同时,由于背板由多层材料组成,分层厚度可以确认材料是否符合技术质量协议;
机械性能:拉伸强度、断裂伸长率、卷曲特性;背板除绝缘、防水外,还具有一定的支撑性能(主要支撑性能由前玻璃提供),一方面可以评估材料性能是否满足支撑要求,另一方面可以监控材料的批稳定性;
粘接性能:和EVA/POE的 180°剥离/T-氟膜层间剥离/T剥离;与EVA/POE剥离主要是评估背板与胶膜之间的粘接力,确保背板与胶膜在使用过程中不分离,一般要求*少>60N/cm;氟膜层间剥离主要评估氟膜和氟膜PET保证氟膜与氟膜的粘接性能PET一般要求>4N/cm;
热性能:耐热性、尺寸稳定性、相对热膨胀、导热系数;背板材料必须具有良好的热性能,背板材料必须具有良好的热性能;具体方法不扩展,是传统方法,感兴趣可以自己百度;
特殊性能:
光学性能:透光率、反射率
透光率是针对透明背板的。一般来说,透光率是指光波长范围内可用于光伏组件发电的光的平均透光率。目前,该行业尚未对该范围作出明确规定。一般来说,俗称380-1100nm 也有380-780波段的光nm以可见光波长为依据。根据*新报告,目前透明背板的透光率可达93%左右;
反射率是针对非透明背板(当然,黑色背板不考虑反射率),主要是因为太阳穿透前玻璃和电池间隙,通过玻璃形成二次反射,反射光可以继续发电,增加发电;反射波段类似于透光率,没有明确的行业规定,约定传统波段为380-1100nm或380-780nm。
外观:光泽度表示背板表面的光滑度。光泽度越高,背板表面越亮,镜面效果越明显;光泽度越低,表面越哑,看起来越粗糙;
化学稳定性:耐酸性和耐碱性;将特定浓度的盐酸和氢氧化钾浸泡在背板表面,观察背板表面的外观和的耐化学腐蚀稳定性;
阻燃:表示背板材料的阻燃等级,防止背板因组件热点引起的局部过热而引起组件火灾;
落砂/吹砂/盐雾:表示背板在特定环境下(沙漠、盐碱地、海边等)的性能;
老化性能
加速老化(HAST):一般是在121℃、100% RH处理一定时间(一般24H-96H),评估极端条件下材料的性能衰减;
沸水处理:将材料放入沸水中(988±2℃)泡煮一定的时间(例如,24H),在极端条件下评估材料的性能衰减;
环境模拟老化(长期老化):DH,也叫双85,背板在85℃、85% RH将环境箱放置一段时间(一般为1000H、2000H、3000H),背板在极端户外环境下的性能衰减;
UV(紫外线)老化:将背板放置在紫外线光源暴露的环境中,接受一定剂量的紫外线照射,模拟高剂量紫外线照射后背板的性能衰减;业内常用UV金素卤素灯和氙灯有两种老化光源,光源不同,时间和条件也不同。
主要更新背板的主要制造商和行业发展趋势...