CN  |  EN

技術課堂

技術課堂

背板知識

  • 分類:技術熱點
  • 作者:
  • 來源:
  • 發佈時間:2019-08-08 17:14
  • 訪問量:

【概要描述】沒有一種背板有超過25年大概率不失效的實績,背板根據電池功率的提高、電池片的變薄和壽命的延長不斷在進化,技術創新是這種進化的支撐。

背板知識

【概要描述】沒有一種背板有超過25年大概率不失效的實績,背板根據電池功率的提高、電池片的變薄和壽命的延長不斷在進化,技術創新是這種進化的支撐。

  • 分類:技術熱點
  • 作者:
  • 來源:
  • 發佈時間:2019-08-08 17:14
  • 訪問量:
詳情

背板是什麼?

從原理上認識背板

  議題

  -  背板的變遷歷史

  -  從各種背板誕生的時代背景和它的針對性、來認識背板結構材料的變化邏輯

  -  從背板的功能出發、理解背板的設計思想和可靠性判斷方法

  -  討論什麼樣的背板纔是好背板

  何爲背板----背板在光伏組件中的位置示意圖

Cybrid

  【背板的邏輯】

  背板的本質目的:     絕緣          +           阻水

                               (保護人)          (保護電池的電子線路 ---- 組件發電效率下降的核心因素)

  ◆ 所謂背板的25年壽命: 上述“絕緣 + 阻水”的功能在25年之內不失去,或者儘可能少失去

  ◆ 背板就是包裹在電池的外面的完成上述使命的“衣服”,付出的代價是電池的散熱性下降,發電效率就下降、半導體早衰。

  ◆ 如果“衣服”材質不好或者做工不好,熱脹冷縮後,或者應力回彈收縮後,把背板與鋁邊框的細縫給扯開了,導致水汽進入量增大,發電效率降低。收縮力還會導致電池片隱裂

  -  如果背板內側對光的反射率比較高,發電力就提高,這是這件衣服帶來的附加價值

 

Cybrid

  世界的代表性背板的演變史

Cybrid

  結論:沒有一種背板有超過25年大概率不失效的實績,背板根據電池功率的提高、電池片的變薄和壽命的延長不斷在進化,技術創新是這種進化的支撐。

  背板種類的變化如此之快,如何來預判其長期可靠性呢?

  有機物材料長期可靠性的判斷方法:

Cybrid

  在建築、汽車、室外高壓電氣行業的使用實績

  【舉例】

  醫生診斷人類(有機物),能靠量血壓、做CT、測酶含量等等就斷定此人能活到90歲?目前的醫學再發達,對很多病的確診還無法做到。同樣的道理,說某款背板肯定能在25年內不故障是不科學的,只能理解爲商業營銷學的“觀念滲透”marketing工具。醫學的研究手法也是從表徵測量,擴展到細胞、DNA層面(機理原理的研究,以及調查家族史和調查人羣共性的(歷史方法論+概率研究)。目前光伏行業內僅僅通過對背板的擴大和強化表徵性測試指標而忽視後兩者的做法,是脫離有機材料學的科學性程度現狀的。

  從背板結構的設計原理及其可靠性保證對策

Cybrid

  爲什麼不同種類的背板表現出不同的性能?

  讓我們從背板結構的設計原理和各層構成材料的性質來理解

  其實一張PET就能承擔背板的核心功能,或者說PET是背板構成材料中最重要的一層。

 

Cybrid

  但是,PET經不起UV、水、風沙、化學物等負面能量的侵蝕,直露在外氣時6~7年後就老化開裂、粉化了,那麼它所承擔的絕緣、阻水的能力就衰退了。

 

Cybrid

  爲何兩面要用氟膜

  所以,要用氟膜對PET進行隔離保護。爲什麼是氟?是因爲氟在有機物中其化學結構最穩定,本身能扛得住UV、水、風沙、化學物等負面能量的侵蝕,然後才能承擔得起隔離作用。

 

Cybrid

  外層、內層的紫外阻隔功能

  氟膜是怎樣阻隔紫外線的

  但是,氟本身是透明的,不能阻隔UV,是靠分散在氟膜裏的白色的TiO2顆粒來隔離的。其實,只要選擇合適的粒徑,TiO2的疊層厚度只要0.4u以上就能充分阻隔UV了,爲了阻隔UV,根本不需要現在這麼厚的氟膜。把氟膜做成現在這樣的厚度是因爲(1)提高氟膜的阻水能力;(2)制膜工藝條件限制。

Cybrid

  外層的阻水功能

  背板的阻水問題和耐水老化問題

  其實氟膜的阻水能力是比較差的,這是評判氟膜好壞最重要的指標。背板的阻水能力雖然靠PET膜,但氟膜的阻水率提高後能延長PET本身耐水解能力以不至於早日老化而失去PET承擔的絕緣、阻水等能力

Cybrid

  測試方法:紅外法(ASTM F1249) ,測試條件38℃ 90%RH                單位:(g/m2*day)

  結論1:3層結構的Kynar PVDF氟膜的阻水性在初始階段與PVF同等,但紫外老化後則較好

  結論2:所有氟膜的水汽透過率都過大,因此單靠氟膜來防止PET水老化是遠遠不夠的

  中間芯材PET的選擇

  中間芯材PET的耐水解能力是影響背板壽命的重要因素

  ●市面上 TPT,KPK,TPE,KPE皆使用PET耐水解等級爲24h

  ●足球下注APPKPf使用光伏裝用PET,耐水解等級爲48h

  ●足球下注APP同時提供定製化的特定耐水解等級PET,如爲東芝提供耐水解等級60h PET

  不同PET耐水解等級PCT48h後斷裂伸長率 (%)

Cybrid

  1)對於普通耐水等級PET,PCT48h測試後即脆裂,無任何機械強度

  2)PCT測試條件爲121℃,100% RH,2atm

  3)耐水解等級爲PET在PCT條件下,老化後的斷裂伸長率降至10%的時間

  背板外層抗風沙問題

  對各種氟膜進行了落砂試驗,所有氟膜只要厚度達到20u以上的都能通過150L

Cybrid

  背板外層氟膜的選擇

  爲什麼PVDF能成爲主流氟膜?

  爲什麼三層結構膜好於單層結構膜?

Cybrid

  結論:單層結構PVF和單層結構PVDF處於同一水平;

  三層結構PVDF更爲優越;

  內層的選擇

Cybrid

  - 氟皮膜技術及KPF的誕生,克服了E膜的缺陷,

  - 內層的耐紫外能力和阻隔紫外能力達到了KPK和TPT的性能,但成本大大降低

Cybrid

  氟皮膜 (Fluro-skin) 直接制膜法。將混入TiO2的氟樹脂用塗布方式直接塗在PET表面,並形成一張薄膜的技術。而且不需要膠黏劑該薄膜就能緊緊地附着在PET上。

  直接膜制膜法(one step filming technology)把直接制膜技術用在背板上一直是多家國際資深高分子材料廠商追求的目標,足球下注APP率先產業化,並已申請發明專利 、KPF結構專利和產品商標。

Cybrid

  不光光是選用材料,背板的製造過程同樣影響長期可靠性

  ●高低溫下的剝離力變化(膠黏劑設計)

  ●膠粘劑交聯密度管控(製造過程)

  ●溶劑殘留量管控(製造過程)

  ●複合時的張力控制範圍(製造過程)

  ●膠水厚度的均勻性管控

 

Cybrid

膠黏劑是確保背板25年使用壽命不分層的核心

Cybrid

  總結

  背板的選擇所考慮的原則

  ●根據使用的環境選擇最合適類型的背板,可以達到最優化單位度電成本LCOE●考慮的因素有氣候類型,化學物質影響,機械的作用,風力大小,風砂,冰雪,溼氣水汽,雨水的作用。

  ●背板是整體的複合材料,並不僅僅決定於單一的外層,內層PET的選擇、膠水層的材料以及複合加工工藝同樣至關重要。足球下注APP作爲一傢俱有化學背景的綜合性應用材料企業,有足夠的知識、經驗和研發能力、生產和品質管控能力爲客戶提供世界一流的背板。

  ●從背板的性能和性價比來看,KPF結構背板是能對應所有要求的背板。

  ●在高溼環境不建議使用CPC這類雙面塗料背板,如果是非要價格極低的要求,又要有可靠性能,推薦PPF結構背板。理由如下

Cybrid

  ●塗層的潤溼流平性差,與PET直接接觸,中間無膠水作爲緩衝層。

  ●因塗層與PET的CTE匹配性差,兩者相差3-4倍,長期熱脹冷縮過程中,塗層與PET之間的剪切力,導致塗層易與PET脫落

  ●PET複合結構的背板廣泛使用,如Sharp,T、H等公司,多年使用經驗表明可滿足基本要求

  可靠性模擬

  1)建立從原材料導入到組件端應用測試的獨立專一實驗室

  2)從組織架構上設置獨立的評價測試中心,介入並監督背板的研發質量,模擬測試背板在各種實際應用環境下的性能表現

  3)轉化成背板開發質量控制文件,確保新產品是經過驗證,滿足性能要求

Cybrid

  實際環境對背板設計要求

  1)水汽對組件的性能具有明顯的影響(電池柵線腐蝕、蝸牛紋等),同樣對雙玻組件的水透提出要求----即邊緣密封或採用低水透封裝材料

  2)背板的內層仍需要很好的耐紫外性能要求,即使使用一層UV截止EVA

  3)雙面爲氟膜或外層爲氟膜+PET仍是目前最穩定的背板材料組合,在幾種典型應用環境下的電站上未發現批量不良,如開裂、脆化、發黃等問題

  4) 背板的設計和開發必須全面考慮各種環境、甚至極端環境的影響,如低溫環境對背板的影響,這對背板的研發能力和配置提出全面要求,背板也不是一種僅僅膠水+膜複合那麼簡單的製造

  背板製造過程中關鍵點的控制是需要化學功底和塗布技術支撐的,這是保證質量可靠性的主要一環。

Cybrid

  總結

  1.KPK和KPF背板都適應於設置在惡劣環境氣候條件中的地面電站;

  2.如果要加大耐候性餘量的話,K層選用阿科瑪生產的3層結構30μm PVDF薄膜更爲合適,成本也較低;

  3.之所以不認爲唯有PVF合適的原因是該膜與單層結構PVDF處於同等水平,與其市場價格相比不值。這個也就是除三峽之外,國內所有國有電站投資商已經對K開放的背景,更何況在全世界的幾乎所有的組件廠家都已經拋棄T的原因,也是足球下注APP公司之所以能夠成爲中國乃至世界第一的背板需求企業基礎;

  4.隨着電池片功率提高、電池片變薄、對組件功率的要求提高、對組件壽命的要求提高,行業對任何材料的判斷基準已經提升到從LCOE的角度來思考。基於LCOE,TPT/KPK已是落後背板,KPF纔是當今最先進的背板,但它也不是盡頭,背板技術仍在進化;

  5.背板是整體的複合材料,並不僅僅決定於單一的外層,內層PET的選擇、膠水層的材料以及複合加工工藝同樣至關重要。足球下注APP作爲一傢俱有化學背景的綜合性應用材料企業,有足夠的知識、經驗和研發能力、生產和品質管控能力爲中電投提供世界一流的背板。

掃二維碼用手機看

技術課堂

聯繫我們

中國總部:江蘇省蘇州市吳江經濟開發區葉港路369號
Tel:

E_mail:

 

蘇州足球下注APP應用技術股份有限公司 

Copyright ©2020   蘇州足球下注APP應用技術股份有限公司  版權所有 

免責聲明 | 聯繫我們

Copyright ©2020 蘇州足球下注APP應用技術股份有限公司

版權所有 備案號:蘇ICP備12058324號