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光伏组件背板材料介绍-2012.5
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光伏组件背板材料介绍-2012.5
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【交流】太阳能电池背板膜的请进
本人刚初涉太阳能电池背板膜行业，希望和同行业的人多交流，共同进步！现在有一个问题，就是现在的工艺 都由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，想请教一下粘合的工艺和设备！
这个我还真不太清楚，以前只是在太阳能公司实习过，但没对这个仔细关注，不好意思，帮不上你了。
好像在无锡还是在常州的。
POE的粘性和透明度够吗
请问贵公司叫什么名字？
鑫富药业股份有限公司
这位姐姐知识貌似很广博哇
澶嶅悎鍘嬫澘浣夸笁灞傚湪涓璧
这可以直接涂上去吗，粘结力怎么样？
:victory: 我是常州依欧光伏 专业生产含氟PE膜的 应该就是你说的两家中的一家
研究生必备与500万研究生在线互动！
扫描下载送金币不同结构太阳能电池组件背板的老化原因
摘要: 　　上海海优威电子技术公司 李民　　一、背景：　　太阳能光伏发电越来越多的成为我们生活中的一部分，国家十二五计划把2015年总安
　　上海海优威电子技术公司 李民
　　一、背景：
　　发电越来越多的成为我们生活中的一部分，国家十二五计划把2015年总安装量设定在15GW，这就预示了我们生活用电的一部分会在不久的将来悄然变为来自太阳能发电。作为太阳能发电的主要部件，光伏组件的质量非常的重要，而光伏组件的寿命与其使用的原料密切相关。在所有的原料中，塑料部件寿命是最短的。所以光伏组件中塑料部件的寿命决定了光伏组件的寿命。在所有塑料部件中，背板无疑是最重要的。
　　背板是所有封装材料中成本比重最大的部分，由于硅材料价格的迅速降低,其也成为组件成本重要构成之一。背板的成本由其所用的材料所决定，而不同材料的寿命是不同的，是否能满足组件要求的25年寿命也成为越来越多组件厂和发电用户所关心的问题。
　　二、背板的各种结构：
　　目前常用的背板有多种结构，可以分为TPT、TPE、PET和涂层四类，具体见下表。
　　一般生产TPT结构的工厂都能生产TPE结构的背板。早期氟塑料主要使用杜邦公司生产的聚氟乙烯薄膜（PVF-Tedlar）。由于聚氟乙烯的供应商非常少，所以目前越来越多的工厂使用聚偏氟乙烯（PVDF）。PET结构的背板最早在日本市场开始使用，其使用耐候性PET替代氟塑料，原因是日本对组件的寿命要求低于国际市场要求的25年，在年间由于氟塑料薄膜紧缺而在中国得到使用。氟涂层的背板最早由浙化院开发，使用常温交联型的氟塑料涂层涂布于PET上。其从技术原理而言是一种非常有优势的技术替代方案，但在技术扩散过程中由于成本压力，常温交联型氟涂层被替换成低成本的普通型氟涂料，背板性能显著下降。只是由于成本价格低，其仍是目前国内生产量最大的国产背板。
　　在各种背板结构中，耐候性最好的无疑是TPT和TPE结构背板，但氟塑料薄膜受供应商少的限制。耐候性其次的是常温交联型氟涂层背板。常温交联型氟涂料成本较高，此和通常光伏组件厂认为氟涂料背板应低价的观念有矛盾，同时由于制造商的宣传不够导致此类背板尽管质量较好但使用并不广泛。普通氟涂料涂层背板和PET结构的背板耐候性是最差的，但其低价格对一些组件厂非常有吸引力。目前日本一些公司综合成本与耐候性的双方面因素，正在开发在PET结构的背板上涂覆氟涂层的办法来弥补两种背板耐候性都差的缺点，这种办法应该能对该类背板的耐候性有一定的提升。
　　三、背板老化的原因：
　　不同结构背板老化的原因都是塑料的降解，其降解过程按不同结构使用不同塑料而不同。
　　1。氟涂层背板：
　　氟涂料是使用聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯的微小颗粒和基础树脂一起分散在溶剂中而形成。使用时将溶剂挥发，氟塑料颗粒和基础树脂固化在被保护物表面，基础树脂可以交联也可以不交联。氟塑料本身以颗粒形式分散在基础树脂中，相互不接触。
　　水汽或紫外线首先攻击氟塑料颗粒间基础树脂，导致其很快降解。基础树脂为环氧树脂、丙烯酸酯树脂或者是聚氨酯树脂，其耐候性远差于氟塑料。其本身是极性树脂，由于分子链较为复杂而树脂的结晶性低，所以其透水率也较高。水汽会通过涂层中的基础树脂和涂层中的细小裂纹攻击在下层的PET薄膜，而使PET很快降解开裂，而使这类背板在强湿热老化时开裂严重。
　　氟涂料涂层要形成有效的氟塑料层必须烧结，烧结温度在280至350℃之间，比如氟涂料预涂的铝板。而且氟涂料只适用于基材是硬的场合中。背板在使用过程中经常被弯折，会导致涂层中生产很多肉眼看不见的微小裂纹，所以实际使用的背板会比小面积用于老化测试的背板更容易老化失效。制造组件时层压温度较高时，如发现有少量涂层剥落，说明了背板上的涂层已经产生了很多细小的裂纹。
　　唯一可以常温交联的氟塑料涂层是乙烯基醚氟涂料，比如日本旭硝子的Lumifilon。由于其含氟分子主链即提供了能溶解于溶剂的基团又提供可以常温交联的基团，所以其在常温下含氟分子链可以进行交联而形成致密的氟膜，是一种非常好的氟薄膜背板的替代方案。
　　2.耐候性PET背板：
　　耐候性PET背板使用一层耐候性的PET替代氟塑料薄膜。PET学名是聚对苯二甲酸乙二醇酯，其在湿热环境下特别容易降解而分解成酸和醇，而生成的酸会进一步加剧分解的速度。通过添加碱性物质进行封端或中和降解生产的酸可以减缓PET的降解速度，但由于添加剂是消耗性的，所以一段时间以后PET仍然会逐步降解。PET薄膜的透湿性较高，其透湿性是同样厚度的PVDF薄膜的4至5倍，所以PET型的背板透湿率一般较高。水汽可以透过耐候性PET层攻击下层的普通PET而导致背板开裂。
　　加速老化实验中可以看到耐候性PET薄膜性能的下降趋势。耐候性PET只延缓了老化的过程，与氟塑料的耐候性相比是远远不够的。
　　老化条件：85℃85%湿度
　　日本某些公司在开发氟涂层加耐候性PET的背板综合两者的耐候性，性能应该比单独使用任何一个方式都能有较高的提升。
　　3.氟塑料背板：
　　氟塑料由于其分子链中的氟原子大、极性强完美的保护了碳碳分子主链，其耐候性、耐腐蚀性是目前塑料中最好的。氟塑料由于分子结构简单，结晶度高，导致其薄膜的气密性好，水汽透过率低，能充分保护下层的PET。氟塑料无疑是背板材料最好的选择。
　　下表为某公司透明PVDF薄膜在美国亚利桑那实验场实际暴晒后的部分测试结果。薄膜厚度为80微米。
　　不同氟塑料薄膜水汽透过率如下表，测试条件是40℃，95%湿度，100微米。
　　如果不考虑成本因素，仅从性能而言，
　　PVDF、THV和ECTFE薄膜的耐候性和阻隔性更优异一些。
　　四、氟塑料背板、PET背板、氟涂料背板老化对比：
　　使用7.5千瓦的紫外卤素灯对层压在光伏玻璃上的不同背板同时进行老化。光照强度为15KW，UVA和UVB的比例为1：1。颜色变化如
　　实验A为透过玻璃、EVA胶膜测到的变色情况；实验B为背板变色情况。
　　紫外老化后背板表面完好，肉眼无法发现任何损伤，在靠电池侧（胶膜侧）的变色非常轻微。所以三种背板在层压后的静态情况下，耐紫外线能力类似。
　　使用强高温高湿老化考察三种背板的耐老化情况。测试条件为129.4℃/1.7大气压/96小时。每隔24小时，将试样从老化箱中取出拍照，情况如下。
　　A：氟涂料背板
　　B：TPE背板（PVDF薄膜）
　　D：PET背板
　　氟涂料背板和PET背板在老化72小时后都发生开裂。通过直接测试耐候性PET薄膜发现，其在老化50小时后物理性能出现明显的拐点，然后性能迅速下降并在90小时前丧失物理性能而完全粉化。
图表1老化前背板照片
图表2湿热老化24小时后背板照片
图表3湿热老化48小时后背板照片
图表4湿热老化72小时后背板照片
图表5湿热老化96小时后背板照片
　　五、总结：
　　综合各种性能考虑，使用氟塑料薄膜的背板仍然是目前能大规模使用的最合适的太阳能光伏组件材料。
　　由于目前光伏行业进入严冬，各个氟塑料薄膜供应商因前期产能扩张过度而导致生产能力过剩，导致氟塑料薄膜价格下降很快，由此引起TPT、TPE型背板的价格随之下降。其价格与PET背板和氟涂料背板迅速接近，后两者的价格优势也不再明显。同时随着国产氟塑料薄膜的逐渐投入使用，TPT、TPE型背板仍将继续作为市场主流得到广泛应用。 参考技术资料：
1）三菱商社技术资料
2）苏威公司技术资料
3）海优威电子公司实验数据
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光伏组件制造过程中层压后背板上焊带位置凸点问题的研究和解决
责任编辑：apple
层压是组件制作过程中的关键工序。层压不良主要有气泡、背板褶皱、鼓包等，这些问题通常与层压真空系统及层压参数有关。而层压背板凸点问题通常为偶然性发生，通过实验验证，与层压机硬件（如真空系统等）及层压参数关系不大。本文主要阐述背板凸点问题及进行实验分析。
一、引言：
背板凸点主要指敷设后的组件层压出料后在组件背面凸起较多的&小圆点&（如图1）。通常，小圆点直径约1-2mm,凸起高度0.5-1mm，随着层压件出料后冷却凸点高度会逐渐增加，直至层压件冷却至常温。背板凸点严重影响组件外观，尤其侧面光照来看非常明显。从层压件正面来看，电池片间的焊带连接位置均有明显扭折的现象，将背板扒皮后此位置仍有凸起。通过调整层压时间、温度、压力等参数均无明显改善，但更换背板厂家或批次后凸点问题解决。由此，背板凸点问题应该与背板自身属性相关。
图1 背板凸点
二、实验及分析：
选择凸点批次与无凸点批次的背板同时进行层压。层压条件为层压温度145度，层压时间10分钟，抽真空时间5分钟。根据图2测量背板层压前与层压后横向及纵向的6个尺寸。尺寸变化如表一所示。
背板测量尺寸示意图
表一 层压前后尺寸变化表
根据表一，凸点批次背板的长边收缩率明显高于无凸点批次，收缩率差异约0.2%（计算公式：收缩率=（层压前-层压后）/ 层压前&100%），而短边方向收缩不明显。由此判断，背板凸点与长边高收缩率有关。
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来源：《光能》杂志
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影响光伏组件层压质量的因素
责任编辑：apple
在太阳能组件生产过程中，层压是一道非常重要的工序。组件的寿命、性能及美观都在层压这里定型。而在此过程中也经常出现一些致命的问题，这些问题往往会使组件完全报废。这无疑会使我们的生产成本增加。所以有必要进行一些总结。
层压机是真空层压工艺使用的主要仪器，它的作用就是在真空条件下对EVA 进行加热加压，实现 EVA的固化，达到对太阳电池密封的目的。
层压之后的组件出现的问题主要有一下几种：
气泡、电池片移位、背板褶皱、汇流带弯曲等
本次总结将从四个方面挖掘产生上述质量问题的原因，在生产过程中，按照此总结的内容逐个排查，定能找到解决方案。
一、工艺参数
层压工艺要达到的要求是EVA交联度在75-85%；EVA 与玻璃和TPT粘合紧密（剥离强度，玻璃 /EVA 大于 30N/cm ， TPT/EVA大于15N/cm），电池片无位移，组件无明显的气泡。在具体操作上就是对主要就是对层压机的几个参数进行设置。这几个参数的设置要考虑到很多的因素。
理想的层压参数设置的要点就是在较低温度下进行抽气，然后在较高的温度下使 EVA 固化。这个过程大概可以分成三步：
& 开始阶段，层压机内组件的温度较低，EVA熔化，有良好的流动性，但是交联速度很慢。真空泵对下室抽真空，于是组件内部的气体迅速并且很容易的被抽走。上室保持真空，组件不受压力。
& EVA 固化阶段。组件温度升高到一个较高温度，EVA 发生快速的交联反应。下室继续保持抽真空，及时排出固化过程产生的气体。同时上室充气，上下室之间的压力差使层压机中的橡胶层对组件施加压力。
& 结束阶段。EVA固化完成。先是上室抽真空，撤去压力，然后下室充气，开盖。
层压过程最重要的两个参数是时间和温度
层压过程的时间包括抽真空时间和层压时间，时间的长短对于层压质量至关重要。时间的确定是根据EVA的特性设定的。一般而言，组件在刚刚进入层压机工作台面时，底面玻璃和中间的EVA之间的温差达到50℃之多，在之后的2分钟左右的时间里，EVA逐渐升温之熔融状态，之后继续升温到达最佳固化温度。由此确定抽真空和层压的时机。
1.1.1、抽真空时间
对应着加压前的抽气时间。主要是指下室抽气。抽真空阶段完成后就是上室充气加压的过程，所以抽气时间又对应着加压的时机。 抽气的目的：一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体， 消除组件内的气泡；一是在层压机内部造成一个压力差，产生层压所需要的压力。
抽真空时间太短：意味着层压过早，此时EVA流动性好，受压会流动，造成电池片移位，汇流带弯曲，组件背面褶皱等。同时由于时间短，会有可能使组件内有气泡存在。
抽真空时间过长：意味着组件在层压机内时间延长，使EVA交联度偏高，容易老化黄变甚至脱胶。
1.1.2、层压时间
层压时间分为充气时间和层压保持时间
充气时间：对应着层压时施加在组件上的压力，充气时间越长，压力越大。因为像 EVA 交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松，压力的存在可以使EVA胶膜固化后更加致密，具有更好的力学性能。同时也可以增强 EVA与其他材料的粘合力。充气时间一般分阶段进行，每段时间不宜太长。
充气时间过长：如果总的层压时间不变，那么层压保持时间势必要缩短，会使的组件内EVA密度偏小，厚度偏大，影响装框。
如果层压保持时间不变，则总的层压时间会延长，会导致一系列的后果：组件可能会出现气泡，EVA交联度偏高，使组件使用过程中易老化黄变，影响寿命。
充气时间偏短：会达不到设定的压强，影响程序进行。对 EVA 固化后的致密度影响很小，起不到什么作用，对去处残存气泡的作用也不大，EVA与TPT、EVA与玻璃之间的粘合力比较小。这种情况一般较少发生。
层压保持时间：对应着施加在组件上的压力的保持时间，是整个过程中时间最长的一个阶段。抽气时间，层压时间和抽气时间之和就对应着总的固化时间。
保持时间过长：可能会导致组件出现气泡，EVA交联度偏高，使组件使用过程中易老化黄变，影响寿命。
保持时间过短：EVA交联度会偏低，可能会出现电池片移位、背板褶皱等现象。
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来源：光伏经验网
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