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时间:2018-11-13
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1、背板环境老化测试分析之系列一黄变篇导读:0前常规晶体硅光伏组件采収"钢化玻璃/EVA/电池片/EVA/背板111这种夹心结构封装,背板是组件中直接与外界环境接触的封装材料,其性能的优劣直接影响到整个组件的寿命。目前常规晶体硅光伏组件采取“钢化玻璃/EVA/电池片/EVA/背板”这种夹心结构封装,背板是组件屮直接与外界环境接触的封装材料,其性能的优劣直接影响到整个组件的寿命。市场上常见的背板类型有复合型、涂覆型和共挤型三类,如表1所示。背板类型背构p描述<复合型PTPTE*1T:美国杜邦公司生产的特把(Tedlar*)fl
2、,其成分为PVF乙焼kKPKE^K
3、:特指法国阿克玛生产的PVDF(R偏氰乙煤〉肢,另外还有一些PVDF臏的生产商,如耗国SKC等,目前也有部分国产PVDF肢应用于光伏背板上*APA^A:即PA,聚SJt肢材质,俗称尼龙。凃覆型CPC-1C:Coating的绾写,指的是鼉砝凃抖,主要成分为FEVE(«烯烃•乙烧基醚共K物〉、PVDF(聚偏篇乙烧〉、ETFE(乙烯•四氣乙烧共聚物〉等氟磙树脂*共挤型。AAA^即PAPAPA,三层聚酰肢p注:由于《磙化合物中of钺谜能髙,在紫外a照下也不费断裂,所以合籩背板较非藏背板興有更好的耐紫外等耐候性能。表1市场上常见的背板背板类型背板结构描述复合型TPT
4、/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(聚偏氣乙烯)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膜应用于光选背板上APAA:即PA,聚酰胺材质,俗称尼龙涂覆型CPCC:Coating的缩写,指的是氟碳涂料,主要成分为FEVE(氟烯烃•乙烯基醚共聚物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等氟碳树脂共挤型AAA即PA/PA/PA,三层聚酰胺注:巾于氟碳化合物中C-F键键能高,在紫外辐照下也不易断裂,所以含氟背板较非氟背板具有
5、更好的耐紫外等耐候性能针对背板材料的耐候性能,旧C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进行测试时,我们研发团队发现,在试验结束时,多数背板都无明显破坏现象,与组件户外25年的表现,甚至10年的表现出入较大,致使我们无法对不同的背板的性能进行区分和合理地评价。因此,我们研发团队决定以旧C测试标准为基准,进行扩展测试。据此,我们从两方面对背板材料展开了耐候性测试,【1】在原有旧C测试标准上进行加倍;【2】
6、整合多个旧C测试项H,进行序列老化测试。我们选取市场上主流的TPA、KPK、KPE、CPC、AAA儿种类型的背板作为测试对象,测试结束后,我们以各背板的黄变指数作为材料优劣的评判标准,也作为测试项目严苛程度的判定依据。一、针对单个IEC测试项目的加倍测试,进行了湿热1500h(1.5倍的旧C标准)、湿热2000h(2倍的旧C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,即己发生不同程度的黄变(如图1)。至湿热2000h时,多数背板的闪层及外层黄变程度均有加深,尤
7、其是涂覆型背板的闪层,以及KPE背板內层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轻微黄变(不明显);个别PVDF膜表现较差,如试验中的背板KPE的外层PVDF,在湿热老化至2000h时,也发生了明显黄变;而特能®(Tedlar®)膜,在湿热老化过程中无明显黄变现象。总体而言,湿热老化过程中,涂镘型背板的涂层(尤其是内层涂层)较氟膜PVDF膜和特能®(Tedlar®)膜,以及AAA(聚酰胺)更容易发生黄变。图1.湿热老化过程中各背板黄变情况UV150kWh/m2(6CTC•试验箱内空气温度,辐照度45W/m2):UV试验时,背板外层对着
8、紫外灯。在UV150kWh/m2后(图2),涂覆型背板的内层和外层均发生了显著黄变;个别PVDF膜,如试验的KPK背板的内层PVDF层,也发生了显著黄变;而特能®(Tedlar®)膜和较好的PVDF膜,无明显黄变;KPE内层E层及AAA背板,也无明显黄变。之所以背板外层对着紫外灯,而背板内层仍然发生黄变,是由于试验箱中,紫外灯灯管沿箱子一侧的箱壁从上之K依次装配,背板材料只能也采取外层面向紫外灯管从上至下依次悬挂放置,而背板另一侧的箱壁(不锈钢制作)会不可避免反射紫外线至背板的内层,如此造成背板内层黄变现象的发生。总体而言,加强UV辐照下,涂覆型背板的涂层
9、和一些PVDF膜,容易发生黄变,特能®(Tedlar®)膜则表现较
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