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抗紫外线、抗黄变

光伏背板小知识


       按照光伏电池背板(Backsheet)整体结构划分,可将光伏电池背板划分为FPF,FPE,全PET与PET/聚烯烃结构。其中F为含氟薄膜;P为双向拉伸工艺制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(即PET薄膜);E为乙烯-醋酸乙烯(即EVA);聚烯烃指各种以碳碳结构为主链的塑料。这些结构层之间使用胶粘剂进行粘合,通过复合工艺制备成型。

       单玻光伏电池是由玻璃、EVA、硅片、背板组成,按照玻璃-EVA-电池片-EVA-背板的结构封装构成,其中背板位于光伏电池背面的最外层,是光伏电池重要组成部分,不仅起到封装的作用,同时还起到保证光伏电池不受到环境影响的作用,确保光伏电池的使用寿命。背板直接与外环境大面积接触,应具备卓越的耐长期老化(湿热、干热、紫外)、耐电气绝缘、耐腐蚀性、耐高低温、水蒸气阻隔等性能。背膜需要满足太阳电池组件25年的环境考验。

       光伏背板的分类有多种,市场上常用的、按制造工艺分为涂布型和复合型;按含氟材料分为双面含氟背板、单面含氟背板、无氟背板三种。

       涂布相对复合来说成本相对较低,工艺相对简单。两种工艺都是成熟工艺,产品质量关键是背膜表面的氟(F)材料,背板的主要特性是靠氟材料来体现的。一般来说,氟材料无论是复合膜还是涂料,只要加工得当,氟元素含量足够,背板的耐侯性和阻隔性都不是问题。但是组件厂家先是使用聚氟乙烯(PVF)复合膜,并且也通过20多年的使用验证,所以目前使用PVF等类似的氟膜背板接受程度还是比使用氟涂料涂布形成的背板高。但是从原理上来说,其实是差别不大,氟涂料在跨海大桥等一些对耐侯性要求高的地方使用年限也有30多年了。

       当前,国内背膜产业还处于起步发展阶段,开发生产企业有台虹、赛伍、乐凯、汇通等为代表的背膜企业,主要采取以PVF、PVDF或ETFE等氟膜与PET基材通过胶粘剂粘结复合而制备复胶型背膜,其氟膜基本依赖进口,背膜制造成本较高。

       氟碳涂料经过几十年的快速发展,在建筑、化学工业、电器电子工业等各个领域得到广泛应用,成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后,综合性能优异的涂料品种。目前,应用比较广泛的氟树脂涂料主要有聚偏氟乙烯(PVDF)、三氟氯乙烯树脂(CTFE)、四氟树脂(PTFE)三大类型。背板涂布背膜包括厚度100~350μm的PET薄膜基体,基体两面涂覆有15~30μm的含氟聚合物涂层,其中一面含氟聚合物涂层上涂覆有0.5~5μm的粘合剂层;所述的含氟聚合物涂层由各原料组分按配比混合后经砂磨处理得到的混合乳液直接涂覆在PET薄膜基体上得到。高效长效型紫外线吸收剂、光稳定剂在此类氟涂料配方中具有不可或缺的重要作用。

       复合型太阳电池背膜(TPT、TPE等)多是以欧美一些氟化工企业开发的PVF或PVDF等氟膜通过胶粘剂与PET基材粘结复合而成。复合型背膜由于其内部PET基材两面存在胶粘剂,而胶粘剂的质量水准不一,加之复合工艺良莠不齐,在电池组件户外长期使用过程中复合型背膜受湿度与温度双重因素的综合影响,易发生粘结胶层水解等损害,最终导致氟膜(PVF或PVDF等)与PET基材的层间剥离,影响电池组件长期使用的可靠性。同时,由于制造专利技术制约和氟膜表面的亲水性改性处理技术等原因,目前PVF和PVDF等氟膜产品还没有在中国实现国产化。因此,采用PVF或PVDF等氟膜开发生产双面含氟和单面含氟太阳电池背膜的中国企业长期受制于外国氟膜制造商,其背膜制造成本居高不下,且适用于氟膜与PET粘结的高品质胶粘剂多为国外极少数厂商技术垄断,很难进口。而国内一些背膜生产企业只能采用一些普通的聚氨酯、环氧或丙烯酸类胶粘剂,这些胶粘剂容易老化,在性能上无法满足25年的耐久性要求。

       太阳能电池背板复合膜一般由三层材料复合而成:0.035~0.045mm厚的聚氟乙烯膜;0.18~0.30mm厚的PET膜;0.025~0.035mm厚的EVA涂层。制备步骤是在聚氟乙烯膜与PET膜表面分别涂覆固化剂,热熔粘合而得基膜,然后再在PET膜的另一表面涂布EVA涂层即得太阳能电池背板复合膜。


(摘自“氟化工”)

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