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涂覆型光伏背板可靠性分析

2018-05-31 17:00:28 大云網  點擊量: 評論 (0)
早前據Displaybank的預測:2010年后,背板需求將以年均45%以上的速度增長,到2013年,背板需求將達到21,300萬平方米。然而事實上,該預測過于保守,2011年的實際需求已經超過此數據。

隨著全球性現代化水平的逐年提高,光伏產業作為可再生能源的重要組成部分,已成為解決全球能源危機的主要方法。近十年來,全球太陽能電池生產規模增長勢頭非常迅猛。據統計,2002年-2012年間全球年新增光伏裝機量增長了66倍以上,年化增長率為52.04%,而2007-2012五年的年化增長率高達為64.58%,總體呈加速增長的趨勢。早前據Displaybank的預測:2010年后,背板需求將以年均45%以上的速度增長,到2013年,背板需求將達到21,300萬平方米。然而事實上,該預測過于保守,2011年的實際需求已經超過此數據。

根據EPIA對全球的光伏需求預測,背板需求仍會呈線性增長,情況如圖1。

圖1 EPIA對全球未來五年背板需求量預測

在光伏組件的各個構成部件中,背板材料主要應用于光伏組件的封裝環節,起到隔絕外界侵蝕的作用,一直被認為是組件制造和使用過程中極為重要的材料。由于光伏電池的封裝過程具有不可逆性,加之電池組件的使用壽命要求在25年以上,一旦電池組件的封裝用背板開始黃變、龜裂,則電池易失效報廢。因而,雖然背板材料的絕對價值不高(晶硅電池組件的生產成本中,僅有約3%~5%來自背板),其阻水性、絕緣性、耐候性等綜合特性卻是決定光伏組件產品質量、壽命的關鍵性因素。

最早的背板結構是TPT背板,以PVF氟膜(杜邦公司商品名Tedlar)和PET為組成原料,即將Tedlar、PET、Tedlar三層膜材料依次以膠粘劑粘結而成的復合膜。其中Tedlar膜處于外層,起到保護的作用,PET為中心基底層,起到支撐作用。TPT背板的具體結構如圖2所示

圖2 TPT背板結構圖

隨著光伏行業的飛速進步,以及相關技術人員對背板材料和組件需求的深入了解,背板所起到的作用在業界越來越明朗化。其組成結構的功能性越來越細化,外層細分為空氣面層和EVA面(或電池面)層,所用材料不再局限于Tedlar膜,中心基底層材料也發展為多種材料,因而不同結構、不同類型的背板逐漸衍生出來。如:

1KPK結構背板:結構為Kynar+PET+Kynar,為雙面氟膜多層復合結構。K是指法國阿科瑪的Kynar,Kynar是阿科瑪的專利產品,具有獨特的三層結構,是由純膜和共混膜復合而成的PVDF膜,具有與Tedlar相似的功能。但是,PVDF膜也有其他供應商,比如蘇威,大金,吳羽等。不同生產工藝得到的PVDF膜,表現出的性能特點有所不同。

2TPE/KPE結構背板:為單面氟膜的多層復合結構。E為EVA或PE,替代PVF或PVDF膜,作為EVA面。該類背板克服了TPT/KPK背板的EVA面與EVA膠膜粘結性差的缺點,但E層的耐候性較差。

3FPF涂覆型背板:用四氟樹脂或三氟氯乙烯樹脂等為主體的三維網狀交聯型氟涂層替代氟膜,形成的雙面氟涂層型背板。該背板在耐候性方便優于TPE/KPE背板,逐漸為國內外主流客戶所接受。

2PET背板:用兩層或三層改性PET復合而成,層與層之間用膠黏劑粘合或共擠成型。為了提高耐候性,通常在EVA面和空氣面進行底涂。該類背板成本低廉,隨著PET性能的不斷提升及改進,PET型背板的市場份額在上升。

5A型背板:用兩層或三層聚酰胺(PA)互相貼合或PA與PET干法復合而成。該背板尺寸穩定性和水汽阻隔性方面較差,逐漸退出市場。

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責任編輯:蔣桂云

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