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亚博全站app:背板材料关键性能分析科普帖

时间:2022-10-29 00:14:02 来源:亚博全站app 点击:

本文摘要:光伏晶硅组件中的背板作为维护电池片和PCB材料的必要屏障,对组件的安全性、长年可靠性和耐久性起着至关重要的起到。要超过维护的目的,背板须要不具备较好的机械强度与韧性、耐候性、绝缘、水汽隔绝、耐腐蚀和耐热风沙磨损等各种均衡的性能。 而构建这些关键性能,与背板材料密不可分。 自20世纪八十年代NASA晶硅组件研究项目已完成以来,玻璃前板+EVA+双面TedlarPVF薄膜填充背板的经典光伏组件PCB结构经过了各类气候条件的实践中检验,并被沿用至今。

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光伏晶硅组件中的背板作为维护电池片和PCB材料的必要屏障,对组件的安全性、长年可靠性和耐久性起着至关重要的起到。要超过维护的目的,背板须要不具备较好的机械强度与韧性、耐候性、绝缘、水汽隔绝、耐腐蚀和耐热风沙磨损等各种均衡的性能。  而构建这些关键性能,与背板材料密不可分。

  自20世纪八十年代NASA晶硅组件研究项目已完成以来,玻璃前板+EVA+双面TedlarPVF薄膜填充背板的经典光伏组件PCB结构经过了各类气候条件的实践中检验,并被沿用至今。其中,特能(Tedlar)PVF薄膜作为唯一具备30年以上普遍户外实绩检验的背板材料也已被系统开发商、金融保险等投融资机构接纳,需要为光伏组件获取长年可信维护,保证投资报酬。

  极致材料须要融合自身优势与独有加工工艺  由双面TedlarPVF薄膜构成的TPT背板(Tedlar/PET聚酯薄膜/Tedlar)早已沦为了行业标杆,尽管市面上大大有各种山寨五品经常出现,但无一能打破其出色的产品性能。  那么问题来了,为什么是聚氟乙烯(PVF)薄膜?  首先,聚氟乙烯(PVF)薄膜使用双向剪切生产工艺,所制取的薄膜在纵向和横向两个方向都经过增强,机械性能平衡没弱点。由于PVF薄膜加工温度和分解成温度相似,拒绝极高的工艺掌控,并且投资极大,这也是目前只有杜邦公司需要生产的主要原因,从而确保了Tedlar薄膜产品质量的可靠性和一致性。

  相对而言,凝稍氟乙烯(PVDF)薄膜主要用于刮起膜和流延两种成型工艺。这两种成型工艺制取的薄膜在横向方面有有所不同程度的剪切,但在纵向的剪切都弱或甚至没剪切,导致薄膜纵向机械性能皆较好。另外,PVDF自身无法成膜,必需加到其他材料不高于30%的PMMA,又称亚克力,固有脆性很强。

加到亚克力之后更容易导致PVDF薄膜纵向力学性能劣的缺失,主要展现出为脱落伸长率较低,一般高于30%。  为了填补这个缺失,个别厂家在配方中加到弹性体,使得这类PVDF薄膜在力学性能测试时产生藕断丝连般的效果,以超过更高的测试结果,但对实际的户外耐老化性能没什么协助。

另外,由于PVDF薄膜加工可玩性和门槛比较较低,每家的工艺、配方和膜结构也有所差异,造成有所不同PVDF薄膜性能参差不齐。但很难从外观或一般的成分分析区别有所不同的PVDF薄膜,因此监管可玩性大。  力学性能佳更容易造成裂开,严重影响组件安全性  众所周知,力学性能和耐候性是背板用氟膜最重要的性能,PVDF薄膜具备纵向脱落伸长率较低的缺失,该问题已渐渐在测试和应用于中曝露出来。

虽然加到弹性体材料有助PVDF薄膜在初始力学性能测试时由于拉丝效果表明较高的脱落伸长率,但是在严重的老化测试后,所有PVDF薄膜纵向脱落伸长率皆高于10%,基本丧失了高分子材料理应的韧性,不易裂开。而某种程度测试条件下的PVF薄膜力学性能保持良好,依然能保持60%以上的维持亲率(如图1和图2)。  图1五种有所不同PVDF薄膜与两种TedlarPVF薄膜在紫外500和1000小时紫外老化测试后的纵向脱落伸长率较为(紫外测试条件:QUVA,1.25W/m2@340nm,65W/m2@300-400nm,70oCBPT)  图2五种有所不同PVDF薄膜与两种Tedlar薄膜在湿热老化500和1000小时后的纵向脱落伸长率较为  (湿热测试条件:85oC,85%RH)  PVDF薄膜不仅在紫外和湿热老化测试后纵向脱落伸长率上升相当严重,在其他测试如PCT测试或耐温测试后也经常出现了某种程度的问题。

大量研究文献及报导指出,这些问题与PVDF薄膜在老化时易产生再结晶有关,造成其力学性能变差。  PVDF薄膜的纵向脆性造成其在户外不存在较高的裂开风险,一旦背板裂开代表绝缘性能过热,很更容易引起漏电、电弧、火灾等安全性事故,甚至造成人员与财产的损失。图3是在北美地区户外用于4年的PVDF背板形貌,平均值裂开比例大约57%,裂纹方向皆沿横向构成。


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