光伏组件背板材料性能与技术进展
本文摘要: 作者:杜邦光伏 光伏解决方案 光伏氟材料技术专员 付波博士 杜邦(中国)研发中心 研究员 刘泽琳 太阳能光伏组件需要在户外严酷的...
作者:杜邦光伏 光伏解决方案 光伏氟材料技术专员 付波博士
杜邦(中国)研发中心 研究员 刘泽琳
太阳能光伏组件需要在户外严酷的条件下使用超过25年。背板是光伏组件的重要封装材料,用以保护组件,使之能够在户外长时间运行。优良的背板材料应该具有良好的机械稳定性﹑绝缘性能﹑粘接性能﹑耐环境老化性能(紫外线﹑高温﹑湿热和化学品等)﹑散热性能和与电池材料以及封装胶膜相适应的阻隔特性。
发展历程
从1975至1986年,美国能源局指定美国航空航天局(NASA)下属的喷气推进实验室(JPL)开展平板晶硅光伏组件阵列项目,设计可靠﹑低成本并具有三十年寿命的晶硅组件。通过长达十一年的广泛合作研究,最终确定了晶硅组件的封装形式为玻璃前板,EVA封装胶膜以及含有杜邦™Tedlar
®聚氟乙烯(PVF)薄膜的背板材料。该研究对各类背板材料及其组件进行严谨的加速及户外老化测试,证明使用杜邦™Tedlar
®薄膜的TPT™结构(Tedlar® /PET/Tedlar®) 背板对可靠耐久晶硅组件是最佳的和必要的,同时也奠定了其行业标准。
欧盟的联合研究中心(Joint Research Centre) 测试表明背板对组件的功率衰减也有直接影响。使用不同背板的组件的年功率衰减差异范围可以达到4%。测试结果表明使用杜邦™Tedlar
®薄膜背板的组件平均效率衰减最低,衰减差异范围最小。因为背板的性能对太阳能光伏组件功率衰减有着直接的影响,它最终会影响到光伏项目的投资内部收益率(见图1)。
以聚氟乙烯(PVF)薄膜为基材的背板使用在光伏组件中已有30年的使用历史,户外实绩证明它能够满足光伏组件耐久性,可靠性和功能性要求,为组件提供长期的隔离外部环境和绝缘保护,避免产生划破﹑撞伤﹑剧烈冷热收缩﹑低温脆化﹑高温软化﹑褶皱﹑气泡﹑脱层﹑剥落﹑变色﹑银纹﹑表层粉化﹑开裂﹑表面积水﹑吸水溶胀﹑环境气体腐蚀﹑霉菌腐蚀﹑放电击穿破坏等背板材料的老化和失效问题。聚氟乙烯材料是最简单的氟塑料,含氟量适当且不含增塑剂,没有氟含量高的氟塑料表面处理难﹑粘接力不高﹑薄膜太软不耐撕磨等问题。由聚氟乙烯材料构成的薄膜强韧﹑表面处理好粘接力强且持久﹑耐环境老化和化学品,这些综合性能其它氟材料薄膜所不具备的,