【干货】光伏背板环境老化测试分析系列之黄变篇
2021-09-16 
本文摘要:目前常规晶体硅光伏组件采行钢化玻璃/EVA/电池片/EVA/背板这种夹心结构PCB,背板是组件中必要与外界环境认识的PCB材料,其性能的好坏直接影响到整个组件的寿命。 市场上少见的背板类型有复合型、涂覆型和共计挤迫型三类,如表格1右图。

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目前常规晶体硅光伏组件采行钢化玻璃/EVA/电池片/EVA/背板这种夹心结构PCB,背板是组件中必要与外界环境认识的PCB材料,其性能的好坏直接影响到整个组件的寿命。  市场上少见的背板类型有复合型、涂覆型和共计挤迫型三类,如表格1右图。

  表格1市场上少见的背板  背板类型背板结构叙述  复合型TPT/ET:美国杜邦公司生产的特能(Tedlar)膜,其成分为PVF(聚氟乙烯)  KPK/EK:特指法国阿克玛生产的PVDF(凝稍氟乙烯)膜,另外还有一些PVDF膜的生产商,如韩国SKC等,目前也有部分国产PVDF膜应用于光伏背板上  APAA:即PA,聚酰胺材质,又称尼龙  涂覆型CPCC:Coating的简写,所指的是氟碳涂料,主要成分为FEVE(氟烯烃-乙烯基醚共聚物)、PVDF(凝稍氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等氟碳树脂  共计挤迫型AAA即PA/PA/PA,三层聚酰胺  录:由于氟碳化合物中C-F键键能低,在紫外电离辐射下也容易脱落,所以含氟背板较非氟背板具备更佳的耐热紫外等耐候性能  针对背板材料的耐候性能,IEC有专门的测试项目和测试标准,如紫外老化,湿热老化(85度,85%湿度),湿冻试验(HF,-40度至+85度,85%湿度),温度循环(TC,-40度至+85度)等。然而依据IEC测试标准对背板材料展开测试时,我们研发团队找到,在试验完结时,多数背板都无显著毁坏现象,与组件户外25年的展现出,甚至10年的展现出进出较小,导致我们无法对有所不同的背板的性能展开区分和合理地评价。因此,我们研发团队要求以IEC测试标准为基准,展开拓展测试。据此,我们从两方面临背板材料进行了耐候性测试,【1】在原先IEC测试标准上展开加倍;【2】统合多个IEC测试项目,展开序列老化测试。

  我们挑选市场上主流的TPA、KPK、KPE、CPC、AAA几种类型的背板作为测试对象,测试完结后,我们以各背板的黄变指数作为材料好坏的评判标准,也作为测试项目苛刻程度的判断依据。  一、针对单个IEC测试项目的加倍测试,  展开了湿热1500h(1.5倍的IEC标准)、湿热2000h(2倍的IEC标准)、UV150kWh/m2三项试验。  湿热老化(85度,85%湿度):在湿热1500h后,涂覆型背板的内层和外层,以及KPE背板的内层E层,即已再次发生有所不同程度的黄变(如图1)。至湿热2000h时,多数背板的内层及外层黄变程度皆有加剧,特别是在是涂覆型背板的内层,以及KPE背板内层E层。

TPA背板的内层A层及AAA背板内外层在湿热老化过程中有严重黄变(不显著);个别PVDF膜展现出较好,如试验中的背板KPE的外层PVDF,在湿热老化至2000h时,也再次发生了显著黄变;而特能?(Tedlar?)膜,在湿热老化过程中无显著黄变现象。总体而言,湿热老化过程中,涂覆型背板的涂层(特别是在是内层涂层)较氟膜PVDF膜和特能?(Tedlar?)膜,以及AAA(聚酰胺)更容易再次发生黄变。  图1.湿热老化过程中各背板黄变情况  UV150kWh/m2(60℃-试验箱内空气温度,辐照度45W/m2):UV试验时,背板外层对着紫外灯。在UV150kWh/m2后(图2),涂覆型背板的内层和外层皆再次发生了明显黄变;个别PVDF膜,如试验的KPK背板的内层PVDF层,也再次发生了明显黄变;而特能(Tedlar)膜和较好的PVDF膜,无显著黄变;KPE内层E层及AAA背板,也无显著黄变。

之所以背板外层对着紫外灯,而背板内层依然再次发生黄变,是由于试验箱中,紫外灯灯管沿箱子一侧的箱壁从上之下依序组装,背板材料不能也采行外层面向紫外灯管从上至下依序挂摆放,而背板另一侧的箱壁(不锈钢制作)不会不可避免光线紫外线至背板的内层,如此导致背板内层黄变现象的再次发生。总体而言,强化UV电离辐射下,涂覆型背板的涂层和一些PVDF膜,更容易再次发生黄变,特能(Tedlar)膜展现出较好。  图2.。


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