光伏组件封装的背板材料

光伏组件封装的背板材料

光伏组件背面的外层材料称为背板,是光伏组件的关键部件,它将组件内部与外界环境隔离,实现电绝缘,使组件能够在户外长时间运行。组件的可靠性、使用寿命也与背板质量密切相关。背板材料如果失效,则组件内部的封装材料会直接裸露在严苛的户外环境中,引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等,迅速降低组件功率输出和使用寿命,严重的还会导致组件绝缘失效,继而引发火灾和伤亡事故。因此,优良的背板材料应该具有良好的机械稳定性、绝缘性、阻隔水气性、粘接性、散热性、耐环境老化性(紫外线、高温、湿热和化学品等),并附加一定的光线反射功能,以增强发电效率。通常可根据组件的不同需求及应用场合选取适当的背板。

不同结构的背板有不同的功能,可以根据不同的使用区域选择合适的背板。使用含氟背板的组件可用于紫外线强烈的地区;使用耐水解PET的组件可用于高温高湿地区;传统的白色背板能够增强光线反射,从而提高组件发电效率;黑色背板可以满足屋顶等建筑的美学要求;而采用玻璃背板可以做成透光的组件,适用于建筑采光、农业大棚。黑色和透明背板是没有光线反射功能的,与白色背板的组件相比,输出功率会降低2%~3%。

目前市场对背板提出的要求极高,因为组件的安装地址是未知的,所以在生产时会要求背板具备能够满足所有使用环境要求的功能,从而导致了高成本。然而现实的情况是光伏组件在长达几十年的应用过程中,其运行环境是相对单一的,并不需要采用能够满足所有气候条件的材料。最好的解决方法是开发和选择差异化的背板,满足不同的气候条件,这样可以在一定程度上降低成本,选择性价比更好的材料和产品。

1.结构和功能

如前所述,光伏组件对背板的要求很高,目前仅靠一种单一聚合物材料不能满足所有项目要求,一般聚合物背板都是由多层具有不同功能的材料复合而成。典型的三层背板结构如图3-8所示。

背板三层结构通常分为外层、中间层和内层,这三层的功能有所不同。背板外层一般采用耐候的氟层或者改性的耐候PET,其直接暴露在外界环境中,不仅需要具备良好的耐候性(Weatherability)和耐久性(Durability),即在湿、热、紫外、冷热循环和风吹雨打的条件下保持良好的机械稳定性、外观完好性,并与接线盒以及边缘密封胶可靠粘接,而且还要能够耐受组件层压过程中高达℃的高温,此外在安装和搬运过程中还要耐机械刮擦。

背板中间层则主要提供机械性能、电绝缘性能和阻隔性能保证,中间层一般常用的是PET聚酯材料,这种材料耐受紫外光和湿热老化能力较差,因此改性的高阻隔耐水解PET越来越多。背板内层主要保证背板与组件封装材料的可靠粘接,同时因为太阳光透过玻璃会照到这一层,因此内层也需要具备一定的耐候、耐UV能力。此外如果内层有较高的反射率,还能提高组件的输出功率。

聚合物背板按照材料划分,可以分为含氟背板(如TPT背板、KPA背板等)和不含氟背板(如PET背板、聚酰胺背板等)。年以前市场普遍使用双层含氟背板,后来随着太阳能行业的迅速发展,成本竞争越来越激烈,市场上开始出现采用非氟材料的背板,比如以改性耐水解聚酯为外层的PET背板和以聚酰胺(俗称尼龙)为外层的背板。

聚合物背板按照其生产工艺可以分为复合型背板、涂覆型背板、共挤型背板。复合型背板的三层材料一般单独成膜,然后通过胶水将三层复合,如KPK型背板;涂覆型背板一般将中间PET的上下两面使用涂层进行涂覆,采用的涂层多为含氟涂层,如CPC型背板;共挤型背板通过将数层聚合物(典型为三层)材料同时从挤出机的模头挤出成型制成,一般要求这几层材料的加工性能相近,如AAA背板,但是这种背板在实际应用中发生了较严重的开裂问题,因此目前已经停用。

常见的光伏背板(涂覆型)的生产工艺流程见图3-9。

2.技术要求

背板的检验指标重点需要


转载请注明:http://www.aierlanlan.com/tzrz/1450.html