pvdf树脂在太阳能电池模组用背板上的应用

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1、PVDF树脂在太阳能电池模组用背板上的应用吴君毅（上海三爱富新材料股份有限公司，上海）摘耍：随着对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为其中重要的能源来源之一备受关注，其中太阳能电池板是常用的设备，鉴于其常年在外使用，因此刈•背板中含氟膜起着重要的保护作用，而PVDF膜由于其本身的特性越来越成为含氟膜的重要选择之一。一前吕随着不可再生资源的逐步减少以及矿物类资源生产、使用中产生的各种污染问题，各国都在用政策的、法律的手段逐步加大对再生能源和清洁能源的开发利用，并努力提高其在整个能源使用中的比例。在这些清洁和可再生能源中，太阳能是其中最重要的能源之一。目前太

2、阳能设备常用的是太阳能电池板，它是将太阳能转化为电能的一个重要设备。此类产品使用年限一般按照25年以上进行设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制各组件质量，而这些组件中太阳能电池背板的作用不容小觑，太阳能电池背板起着保护光伏组件中的电池片的作用。中国可再生能源学会预计的太阳能背板材料的市场发展趋势，2013年全球的需求将是2008年的3倍。二太阳能电池模组结构及其对背板的性能要求图2是太阳能电池模组结构示意图。其中一般按玻璃■胶膜■电池板■胶膜・TPT叠合于铝合金框内。由于太阳能电池模组是放置在室外的电气产品，因此背板除了具有保护功能以外

3、,还必须具备25年之久的可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性能。表1列出了背板性能要求的一览表，在这些指标中一个衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。若太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气（尤其是阴雨湿气更大）会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘结性能,导致背板与EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化。表一太阳能电视对背板的性能要求一览表序号项目单位测试方法指标值1剥离EVA/背板常态N/cmASTMD-1876180°Peel$40强度EVA/背板双85处理后N/

4、cmASTMD-1876180°Peel$40EVA/背板UV处理后N/cmASTMD-1876180°PeelP40PET/FP常态N/cmASTMD-1876180°PeelP6PET/FP沸水24hN/cmASTMD-1876180°PeelM5PET/FP双85处理后N/cmASTMD-1876180°PeelM5PET/FP冷热循环后N/cmASTMD-1876180°PeelM5PET/FP湿气冻结后N/cmASTMD-1876180°PeelN5PET/FPUV处理后N/cmASTMD-1876180°Peel35背板/硅胶双85处理前/

5、后—15kg/30min不脱离2热收缩率MD/TD%ASTMD-1204(150C/30min)W13热失重率%GB/T13541-92WO.254水汽透过性(gm/m2.day)ASTMF-1249(38C/100%RH)W3.05击穿电压KVASTMD-1492186局部电压VDCIEC60664-1M10007黄变指数—ASTME313-05ZlbW2表2各层材料及其所需性能各层材料胶粘特性机械性能电气性能耐化学/水特性热稳定性阻水性能耐UV性耐湿热性阻燃性可作业性含氟膜□OOOO□O□O□胶粘剂□□PET□□□□□□O□胶粘剂□□含氟膜□OOO

6、O□O□O□三PVDF树脂在背板中的应用目前用于太阳能电池组件封装的背板常用TPT聚氟乙烯SZ合膜，TPT一般常用三层结构(PVF/PET/PVF),外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。PVDF树脂作为与PVF结构相接近的树脂产品，由于PVDF的含氟量59%远大于PVF的41%,其用于背板有着更好的特性要求.正是基于PVDF树脂所特有的分子结构，PVDF材料具有以下特点:完全抵御日光降解；优异的耐化学品和耐溶剂性：高耐磨性；很好的耐沾污性；不支持真菌和细菌

7、的生长，具有较好的阻燃和低烟特性；对大多数气体和液体的低渗透；高介电强度和体积电阻；很好的热稳定性；在高温下的高机械温度；易于加工，成型与焊接；高纯度；耐Y射线和电子朿照射；材料的可得性；上述这些特性符合表2所需要的背板材料要求。众所周知，PVDF树脂制备的氟涂料具有无与伦比的耐候性，因此作为膜材料它有着比PVF有着更好的耐候性，进而其黄变指数和老化后的机械强度等性能也都耍好于PVF材料。対于电性能而言，从表3的测试结果中可以发现，PVDF制备的膜与PVF相比其表面/体积阻抗、介电强度、耐干电弧性能和热线融化率与PVF相当，而阻燃性比PVF更好。至于渗

8、透性，PVDF与PVF相比毫不逊色，参见表4表3电性能、加工性能、阻燃性能测试一览表性能测试方