1、光伏 背板的比较测试和应用 2014中国 光伏测试 论坛 - 背板技术、测试专题研讨会 2 引言 背板在组件层面的性能 目录 主流背板的对比研究 小结 3 背板的一般要求 对 背板的一般要求： 1. 优异的耐候性能 2. 一定 的 力学性能 3. 较低的透水率 4. 良好 的绝缘性能 5. 较强的粘结性能 光伏背板材料是用于组件 背面的封装 材料，对组件内部材料（ EVA， 电池，焊带等）起到良好的保护作用 4 背板分类 背板分类 含氟背板 复合型 TPT TPE KPK KPE 混合型 KPC/TPC 涂覆型 CPC 非氟背板 PET 聚酰胺 5 KPK KPE TPT TPE AA
2、A APA KPC CPC 背板结构 PPE 6 引言 背板在组件层面的性能 目录 主流背板的对比研究 小结 7 两个氢原子被氟原子叏代 所有 侧键 都 为氟 原子取代 一个氢原子被氟原子叏代 PVF PVDF PTFE 含氟量比较 含氟量 41% 含氟量 76% 含氟量 59% 18达因 /厘米 25达因 /厘米 28达因 /厘米 8 PVF和 PVDF氟膜性能对比 测试数据 性能 单位 PVF PVDF 密度 g/cm3 1.4 1.7 熔点 185195 160172 分解温度 210 316 拉伸强度 Mpa 3741 3050 断裂伸长率 % 65225 50250 收缩率 ,
3、150 % 5 2 连续使用温度 -70107 -60150 备注：此测试数据引用第三方测试机构 性能比较 9 力学性能比较 图 2 丌同厂家 PVDF氟膜力学性能比较 有些国产氟膜的性能已不国外氟膜性能接近；有些指标甚至好于国外主流氟膜的指标 A B C D F G35.7 23.3 42.3 27.3 31.7 30.2 31.9 25.3 44 21.3 33 34.6 181.5 132.9 15 62.9 156.9 163.2 13.5 12 13.5 16.9 8.9 14.7 不同厂家氟 膜性能对比 抗拉强度（ MPa） MD 抗拉强度（ MPa） TD 断裂伸长率（ %）
4、MD 断裂伸长率（ %） TD 10 备注：透水率测试条件： 38oC， 100 透水率比较 020406080100120140160A B C D E F透水率 不同 厂家氟 膜透水率比较 11 DH1500 测试（ 裸 片） 各家背板 空气 面均 未収现明显 収黄和开裂 等 现象； TPE和 KPE结构的 LE膜出现収黄现象 ; 部分 KPE背板出现 LE膜内缩，胶水収黄现象； KPC和 CPC以及 PET结构背板两侧均未収现収黄 现象 A： TPE Air side Le side B： KPE Air side Le side D： CPC Air side Le side C：
5、 KPC Air side Le side E： PET Air side LE side F： KPE LE side Air side 12 1. 裸片 EVA面耐 UV性能 2. 层压试片 EVA面耐 UV性能 3. 空气 面 耐 UV性能 4. UV HAST测试 5. UV盐雾测试 6. 背板収黄 机理简析 UV测试 13 UV剂量： 60kwh/m2, （ UVA:UVB 2:1 ) PPE： A KPE： B KPE： C KPE改良： C KPE： A 非氟类： D 不同厂家 EVA面耐 UV能力 不同； C厂家 LE膜发生发黄，粉化现象较严重 裸片 EVA面 UV测试 1
6、4 UV剂量： 210kwh/m2, （ UVA:UVB 9:1 ) TPE PET1 PET2 KPE KPE CPC KPF EVA PET3 KPE 正常氟膜背板和涂层背板 UV210后背板未出现収黄现象； 部分 PET背板表面有収黄现象； EVA耐 UV性能 OK 层压试片 EVA面 UV测试 15 UV剂量 210kwh/m2 （ UVA:UVB 9:1） 正常氟膜背板和涂层背板 UV210后背板未出现収黄和开裂现象 PET背板表面有轻微収黄现象 TPE TPE KPC 国产氟膜 CPC KPE 国产氟膜 PPE 层压试片空气面 UV测试 16 UV15kwh/m2+HAST2
7、4 样品： （含氟 /非氟 复合背板，含氟 /非氟 涂层背板， PET背板） 国外主流氟膜以及国产氟膜表面未出现収黄现象 某些氟膜表面出现 表面 褶皱； 某些 PET结构背板表面出现収黄现象； 非氟其它背板表面出现轻微収黄 A B C H I F G E D J K L UV+HAST测试 17 解决措施： 使用 UV 截止 EVA，阻隔 UV穿透 EVA； 背板 Le膜添加二氧化钛等 UV截止剂； 背板 LE膜由透明变为白色，增加背板的 反射率 发黄机理： 在 强 UV光照射下， UV光穿透 EVA和透明 Le膜，对胶层聚胺酯产生破坏，产生C-C共厄双键有色基团；当胶层降解后， UV直接照
8、射到 PET层，导致 PET分子链降低，出现粉化现象，导致机械性能下降，绝缘失效 ，严重情况可导致背板开裂。 背板发黄机理简析 18 UV120kwh/m2+盐雾 1000h 样品类型： （双面含氟涂覆 CPC背板） 测试目的：考量背板在强 UV照射且靠近海边盐雾地区综合耐候性能 测试方法：将样品置于快速 UV测试箱中，测试完成后再置于中性盐雾 1000h 测试结果：内外涂层均无明显収黄，脱落现象，划格力为 0级 19 耐风沙测试 主流氟膜复合背板的耐风沙性能相当 背板最外层膜耐风沙性能比较 备注：测试值为表面膜破，露出中间层 PET时所用的砂量 00.511.522.533.54A B
9、C D E2.272 3.55 2.556 1.136 3.47 单位落沙量（ L/um) 20 引言 背板在组件层面的 性能 目录 主流背板的对比研究 小结 21 组件 可靠性测试中的背板失效现象 氟膜开裂 氟膜 TD方向强度太低 22 背板分层 胶水水解或胶未固化 背板収黄 丌耐 UV 组件 可靠性测试中的背板失效现象 23 背板在生产中可能遇到的情况 本体分层现象 表面出现白色粉末 层压后背板起皱 划痕印 晶点，黑点 黑色暗纹 24 加严测试 在 IEC测试基础上，通过延长时间，增加剂量或者采叏混合条件，加严测试： 1. DH2000 2. UV200kWh/m2 3. UV
10、DH 4. UV盐雾 背板 DH2000测试报告 背板厂商 背板结构 备注 A TPE 氟膜无収黄变色分层现象 B KPF 国产氟膜，无収黄变色分层现象 C KPE 氟膜无収黄变色分层现象 D CPC 涂层背板，无収黄变色分层现象 备注： IEC标准为 DH1000，以上背板通过 2倍的 IEC，即 DH2000测试 以上几种背板均可通过 DH2000测试 25 引言 背板在组件层面的性能 目录 主流背板的对比研究 小结 26 小结 主流氟膜背板（ TPE, KPE, KPF, CPC等）的性能满足组件可靠性要求 1. DH2000：几种典型氟膜背板均满足要求 2. UV210KWH：氟膜以及 CPC涂层背板均能满足耐 UV性能要求 3. UV HAST ：个别 PET结构背板会 出现背板表层収黄现象 4. UV120盐雾 1000h: CPC背板通过了测试，也可以在临海地区使用 5. 落砂测试：几款主流氟膜背板性能相当 建议根据背板的特点和使用条件， 差异化 对待，做到物尽其用 谢谢！
