13632184486
2009年，奥地利老材料制造商Isovolta向光伏界推出成本相对较低、经第三方权威认证的共挤3A背板，又称尼龙背板。面对当时十几元/瓦的组件价格，考虑到氟膜供不应求、背板路线纠纷不明确、辅助材料差异化策略和低成本因素，Isovolta新的结构性变革 - 3A背板赢得了许多零部件制造商的青睐，其中不乏Top10一线组件制造商。
然而，使用了3A背板光伏电站安装一年后，背板表面出现大量微裂纹，四年后背板开裂比例已超过40%。2016年左右，世界上有几个GW影响国内西部电站和南非等海外电站事故，严重影响电站投资收益。
尽管3A背板给下游组件企业留下了一堆混乱，但在设计之初，没有企业会拿自己的产品和品牌声誉开玩笑。Isovolta也必须考虑这个问题。
那为何3A背板一败涂地，从此退出光伏江湖？
经过多年的研究，美国国家标准与技术研究所终于解决了3个问题A背板开裂的秘密。
3A背板应该值得信赖
Isovolta*初推出3A背板时，‘A’尼龙12实际上是一种适合户外使用环境和优异耐候性的材料。这些问题不应该从材料方面出现。
它成立于1949年Isovolta，它是际领先的电气绝缘材料、复合材料和合成材料制造商，具有多年的绝缘材料研发和生产经验，也是世界上*大、*重要的绝缘材料制造商之一。
可以想象，2009年起，即使是趋利，也是可以想象的Isovolta当你开始进入光伏背板行业时，你也应该充满信心。作为一家老材料企业，Isovolta材料的选择不应该是突然的。尼龙材料的组合必须基于其多年的材料领域应用研发经验，并采用流行的方法IEC测试标准。
2010年，Isovolta光伏业务部门剥离成立Isovoltaic，并在苏州建立依索(苏州)，大力推广3A背板。2010年-2014年，正是中国本土背板企业的崛起，传统PVF背板代表企业台虹逐渐衰退。背板价格低，材料领域商誉背书，Isovoltaic曾在海外背板供应商的市场份额中处于领先地位。
成本低，材料可靠，信誉认可，欧洲背景……自2011年起，Isovoltaic组件厂逐渐接受了背板，并开始批量应用于光伏电站。
尽管3A安装一年后，背板开始出现微裂纹，但是Isovoltaic认为这在他们的技术可控范围内:一种新材料在推出过程中总会有一些需要改进的地方。但自2015年以来，户外已经运行了4次-电站背板电站背板开始大面积开裂，使电站背板开裂Isovoltaic不知所措。索赔带来的压力不再给它更多的反思时间和空间，Isovoltaic*后，摊牌宣布破产。
3A为什么背板这么不堪？
一些研究文献认为，开裂的原因可能是3A背板中添加了玻璃纤维，因为背板的开裂方向与玻璃纤维相同，所以有人认为开裂是由玻璃纤维刺穿背板外层造成的。
也有人说尼龙材料本身的耐候性不如氟化物材料好。酰胺材料具有较大的吸水性，影响尺寸稳定性和电气性能。纤维增强必须用于降低树脂的吸水率，以便在高温和高湿度下工作。
材料研究人员认为，尼龙材料耐光性差，在长期高温环境下会氧化空气中的氧气，颜色开始变棕色，然后开裂。
但对尼龙材料本身的争论，以及玻璃纤维增强材料的讨论，Isovoltaic作为材料专家已经做过深入的分析和研究，并在各个场合针对业界的质疑用其试验数据来说明尼龙材料用于背板的可靠性。对此，业界似乎也无法反驳。
但无论如何，3A毕竟背板还是开裂了。Isovoltaic所以破产了，行业里没有人A背板感兴趣，自然没人知道3A背板为何开裂？
凶手已死，受害者不再追究，从此没有人提起谋案。
时隔多年，3A*近被美国国家标准技术研究院开裂的罪魁祸首NIST顾晓红女士揭秘。
3A背板输给了猪队友
与钻石不同，光伏组件背板材料不会永远存在。背板是一种塑料层，用于电气绝缘和物理屏蔽太阳能电池板背面，也是*外层。紫外线、阵风、大雨和污染会逐渐缩短背板的使用寿命。
如果在外部放置足够长的时间，则任何基于塑料的背板材料都会崩塌，不同背板材料的降解速度不一样，有些塑料的降解速度比其他塑料快得多。
而，3A背板开裂比组件商承诺的25年早得多。
了解聚酰胺降解问题的根源，NIST顾晓红女士和她的团队一直在研究环境因素与太阳能电池板结构的相互作用，以及如何加速这些塑料的降解。
研究人员从世界各地(包括美国、中国、泰国和意大利)获得了背板样本，这些样本来自使用3个-6年内有明显过早开裂迹象的组件。
通过仔细检查破裂的聚酰胺背板，顾晓红和她的同事发现，背板中的裂缝通常首先出现在一些特征附近，如蓝色或黑色太阳能电池之间的网格空间，并*终传播到整个板。
研究人员用老化的背板进行了一系列的化学和机械测试，以检查整个背板厚度范围的降解方法和严重程度。结果表明，开裂*严重的区域是刚度*大的区域。但奇怪的是，*脆的区域在背板内侧，而不是暴露在空气背板外层。
为什么封闭的内部质量比暴露的外层降解得更快？是因为前面的阳光更强，紫外线更多吗？
但是紫外线比直接暴露在空气中的背面更强大吗？
显然，紫外线不是3A背板降解的直接元凶!
顾晓红和她的团队推测，包装材料的降解是否产生了破坏性化学物质，这些化学物质向背板移动，加速了背板的衰变？如果是由包装材料引起的，为什么太阳能电池间隙区域更容易形成裂纹，电池板后面的裂纹更少？
研究人员认为，如果正面包装材料在阳光（包括紫外线）下更容易产生破坏性化学物质，那么正面包装材料，包括电池间隙在阳光下产生化学物质，当这些化学物质沿着电池间隙向下移动时，可以解释为什么电池间隙背板更容易降解。
研究人员认为乙酸是导致背板降解的主要嫌疑人，因为它对聚酰胺有害。一般认为尼龙与玻璃纤维的亲和力很好，无毒，但不能长期接触酸碱。
聚合物作为包装材料EVA(乙烯乙酸乙烯酯)在水蒸气、紫外线和温度的作用下降解，在此过程中产生乙酸。
为了测试他们的假设，研究人员将几个聚酰胺试条放入醋酸瓶中，然后分析了与空气或水中的聚酰胺相比的降解。
在显微镜下，暴露在乙酸塑料条表面的裂纹反映了降解的背板裂纹，比空气或水中的裂纹严重得多。化学分析表明，聚酰胺样品暴露在乙酸中的降解产物较高，进一步证明了酸会加速背板材料的降解。
而EVA水解通常只发生在水蒸气中，产生醋酸，这是正常的UV老化降解并不会产生酸。那么封装在组件内部的EVA，水蒸气从哪里来？
研究认为，所有背板都有一定的水蒸气渗透率，而3A背板也不例外。尼龙本身具有很强的吸水性，尽管玻璃纤维会降低其吸水性。这些水接触EVA之后，在电池间隙EVA与电池片背面相比，材料接收的光线更强EVA更容易产生水解。
这也解释了为什么裂纹更多地发生在电池的间隙中。
强调了这项研究EVA研究结果发表在《光伏进展：研究与应用》杂志上。
3A咸鱼，翻案还能翻身吗？
不怕神一样的对手，就怕猪一样的队友。3A背板、尼龙材料本身可能没有问题，也没有死于不同背板技术路线竞争对手的市场竞争，但中毒于同样的BOM表中的EVA。
如果找出故障的原因，3A背板有机会翻身吗？
对此，白色EVA现在现在EVA和2013年前的EVA差别很大，以前基本都是UV截止型，然后包括现在使用的基本都是UV尽管EVA抗水解能力大大提高，但3A没有人能保证背板。
如果没有EVA，而是采用POE封装材料？
理论上，POE包装材料不会水解或产生3A背板中毒的乙酸POE主要用作组件封装材料，以提高抗性PID2016年以后，该行业开始逐步接受双玻璃组件的性能和开发POE。
而Isovoltaic就在2016年，和POE神队友擦肩而过。
但一位组件技术专家说，即使是POE也救不了3A。一方面，如果不需要双玻璃，POE成本远高于EVA，背板组件根本不可能在背板组件中BOM中与EVA竞争；另一方面，经过多年的降本，含氟材料背板的成本已经很低，几乎不会给3A背板留有竞争空间。A背板的成本还有一点空间。大面积开裂后，谁敢放好含氟材料，尝试爆雷？
【结语】
逝者已去，3A背板给这个行业留下了深刻的教训。然而，背板行业的各种创新尝试仍然值得肯定，创新的价值不能因为事故和问题而被否定。多年来，背板成本的快速降低很大程度上来自于材料选择的过去两年对透明背板的尝试也非常有意义。
回头想想，3A如果背板在批量应用前通过户外实证，可能会避免很多事故？
假设2010年参加实证，2013年-2014年曝出问题，于是正好邂逅POE……历史开始重写……
光伏测试网
