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背板认识误区三:内层氟膜1μm就能实现保护? 我国幅员辽阔,户外环境复杂多样,对组件的要求也比较苛刻,业界意识到背板外层的设计需要氟层材料具备足够的厚度,以此应对光、热、水、湿、氧化、化学侵蚀、风砂等因素对组件老化的影响;而对于背板内层,虽然大家都知道正面的紫外线计量不小,也愿意使用氟材料,可是却越做越薄,这实际上犯了一个“致命”的错误。 氟树脂耐候性表现在其C-F化学键键能大(485KJ/mol),远大于紫外光能量,纯的氟树脂是透明的,紫外线可将其穿透,因此,需要在氟树脂内添加钛白粉来遮蔽紫外线,氟材料对PET的保护取决于氟材料在一定的CPVC颜料浓度条件下,通过一定的厚度让紫外线通过其内部颜料反射、吸收,阻挡紫外不进入PET界面而实现保护。图5是紫外线透过率与涂层厚度的关系图,图中显示添加钛白粉的涂层厚度低于10μm时,其紫外透过率随涂层厚度尺寸减小而呈指数级上升,而当FEVE内涂层厚度<2μm时,紫外线能够部分透过涂层而破坏PET膜。 图6为1-3μm薄的内涂层背板在经过剥离强度测试和UV老化测试后的金相照片对比图,其中a图为初始涂层金相照片,b图显示内涂层已经完全从PET表面分离,c图显示涂层消失,PET出现开裂,这些现象主要都是因为内涂层太薄导致的。因此,背板内层不仅仅需要起到粘结作用,更要有紫外保护作用,而且,背板内层应该有足够阻挡紫外的厚度,2μm是远远不够的,一般内层氟材料为10μm左右。图7显示FFC-JW30太阳电池背膜经过SUV330KWH照射试验后,背板内外层无明显变黄、不脱层、不开裂,表现出非常好的耐紫外老化性能。 背板认识误区四:所有氟膜都能提供25年保护? 光伏背板的耐候性由最外层的氟材料决定,所谓背板25年使用寿命保护就是指的这一点,氟材料中所混入的无机填料TiO2阻隔了阳光汇总紫外线,而氟树脂本身能耐紫外、水和其他外界环境因素的干扰影响,长期使用结果显示氟材料展现出了良好的耐老化性。 氟树脂之所以耐得住紫外,在于氟树脂中含有较多的C-F键。氟元素是一种性质独特的化学元素,在元素周期表中,其电负性最强、极化率最低、原子半径仅次于氢。氟原子取代C-H键上的H,形成的C-F键极短,键能高达486KJ/mol,而C-H键能为413KJ/mol,C-C键能为347KJ/mol,因此C-F键很难被热、光以及化学因素破坏。同时氟的电负性大,氟原子上带有较多的负电荷,相邻氟原子相互排斥,含氟烃链上的氟原子沿着锯齿状的C-C链作螺旋线型分布,C-C主链四周被一系列带负电的F原子包围形成高度立体屏蔽效应,使C-C键的稳定性增强。 目前市场上常见的氟材料有杜邦PVF氟膜,阿科玛、SKC等公司PVDF氟膜、国产PVDF氟膜以及大金改性PTFE氟树脂等,氟膜和氟树脂的品质受氟原料、配方、工艺、质量水平等多种因素影响,因此并非所有的氟膜都具有25年的耐候性能,只有工厂品牌和经过实际应用验证的氟材料才相对可靠。 FFC-JW30太阳电池背板氟涂层选用日本大金公司超耐候四氟树脂,该树脂是户外耐用年数在30年以上迄今发现耐候性最好的氟涂料,具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性以及超耐候性,已广泛应用与建筑、桥梁、风机以及塔筒等领域。 未完,待续。。。 |