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光伏背板认识六大误区浅析(下)

2014-12-5 11:04| 发布者: echo| 查看: 5043| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 背板认识误区五:涂覆型背板易剥落? 无论是涂覆型还是复合型背板,都需要处理好界面问题,完美的界面粘合是保证光伏背板25年使用寿命的关键,实验室为了快速检验层间粘合牢固度,通常会采用沸水蒸煮试验、HAST( ...
        背板认识误区五:涂覆型背板易剥落?

        无论是涂覆型还是复合型背板,都需要处理好界面问题,完美的界面粘合是保证光伏背板25年使用寿命的关键,实验室为了快速检验层间粘合牢固度,通常会采用沸水蒸煮试验、HAST(PCT)试验和冷热冲击试验来进行老化测试,相应测试装置见图8。


       通常,氟膜或涂层和基材的粘结牢度取决于其配方和加工工艺,不同的配方和加工工艺所对应的背板层间粘合力相差较大。FFC-JW30太阳电池背板相比于氟膜复合型背板,涂层与基材采用化学共价键粘结,一体化程度高,衰减更小,层间粘合更牢固。
       图9为涂覆型背板和复合型背板的横截面扫描电镜图,从图9的a图中可以清晰地看到三层结构,即保护层(空气面)、PET层和粘结层(EVA面),各层都十分均匀致密。值得注意的是,两个涂层面与PET基材之间的界面均比较模糊,尤其是粘结层(EVA面)与PET的界面几乎完全消失,二者基本上融为一体,涂覆型背板中的涂层与PET基材的这种紧密整合结构,正式传统复合型背板所欠缺的,这也是膜胶一体化背板在应用汇总不易分层的根本原因。相反,图9的b图中传统复膜背板层与层之间的界面十分清晰,表面层与层之间的整合不是十分理想,这样的层状结构很容易导致在实际应用中层与层之间发生分离,因为层间清晰的界面是整个背板粘结强度最薄弱的环节,是诱发分层的起点。背板的分层会严重影响光伏组件的使用寿命,甚至使组件在短时间内完全失效。所以,层间形成良好化学粘结效应的涂层背板是最不容易分层脱落的,业主可以放心使用。


       背板认识误区六:非氟背板和单面含氟背板成本低于双面含氟背板?

       由于氟材料的制造成本相对于其他高分子材料较高,业界普遍认为双面含氟背板的成本高于非氟背板或单面含氟背板。单从材料成本的角度考虑,这种说法有一定的道理,但是如果从光伏系统长期的收益和度电成本的角度来看情况就完全不同了。
       图10是一款使用PET型背板的组件安装在西班牙使用4年后的照片,从照片中可以清楚的看到背板已经出现严重的开裂和粉化,完全丧失了对组件内部器件的保护功能。Nationl Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)同时对比PET背板和含氟背板组件户外使用后的衰减情况,发现使用PET背板的组件功率衰减要明显大于使用含氟背板的组件。


       光伏背板常见的失效类型

       背板常见的失效模式包括黄变、鼓包、开裂及分层等(见图11)。非氟背板在光热老化后发生开裂、黄变,PVDF氟膜横向断裂伸长率低,老化后会变脆,易开裂、鼓包等,无论是非氟还是氟膜型背板在其失效时,都会造成组件功率衰减,影响组件继续正常发电。


       中国质量认证中心(CQC)对当前市场上常见的18款背板做了测试评估,参与的背板厂商既有依索、SFC、东洋铝业、3M等国外背板厂商,也有中来、台虹、赛伍、福斯特等国内背板厂商,测试项目及结果见表4。从表4中可见,中来的FFC-JW30和TFB-30两款背板在CQC测试中均获得4A最高等级国外背板取得同样等级的只有德国肯博,表明中来背板各项技术已达国内领先、国际先进水平。


       背板,非氟不用

       回顾背板使用历史发现含氟和非氟背板的市场份额有如下趋势(图12),2008年之前,背板市场以氟碳背板为主,非氟材料背板市场占比不足10%。随后由于市场供不应求,组件厂商更乐于选择价格低廉的非氟材料背板,非氟材料背板市场占有率一度高达34%。但在2012年以后,由于含氟背板的功能性质比较非氟背板具有明显优势,非氟背板的市场份额每年均呈递减趋势,且每年递减率超过10%,预计到2014年底,非氟背板的市场份额可能会降到10%左右,含氟背板应用是未来市场发展的主流。


        参考文献:
       [1] 9thCSPV,《光伏组件用背板落沙实验浅析》,天合光能,侍明;
       [2] 新疆师范大学硕士论文《塔克拉玛干沙漠砂粒形貌特征分析》,作者:赵聪敏;
       [3] 《TFB产品满足市场需求》,杜邦,卢跃东,付波;
       [4] 2012 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)Modules;
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