苏州金韦尔机械有限公司
主营产品: eva太阳能胶膜设备,二氧化碳XPS保温板设备,石头纸设备,pet片材设备 |
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PVDF太阳能背板
2013-8-20 阅读(1772)
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,因此对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 前言
随着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zui重要的能源之一。目前太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,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 | 剥离强度 | EVA/背板 常态 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥40 |
EVA/背板双85处理后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥40 | ||
EVA/背板 UV处理后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥40 | ||
PET/FP 常态 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥6 | ||
PET/FP 沸水 24h | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥5 | ||
PET/FP 双85处理后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥5 | ||
PET/FP 冷热循环后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥5 | ||
PET/FP 湿气冻结后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥5 | ||
PET/FP UV处理后 | N/cm | ASTM D-1876 180°Peel | ≥5 | ||
背板/硅胶双85处理前/后 | - | 15kg/30min | 不脱离 | ||
2 | 热收缩率MD/TD | % | ASTM D-1204(150C/30min) | ≤1 | |
3 | 热失重率 | % | GB/T 13541-92 | ≤0.25 | |
4 | 水汽透过性 | (gm/m2.day) | ASTM F-1249(38C/100%RH) | ≤3.0 | |
5 | 击穿电压 | KV | ASTM D-149 | ≥18 | |
6 | 局部电压 | VDC | IEC60664-1 | ≥1000 | |
7 | 黄变指数 | - | ASTM E313-05 | ⊿b≤2 |
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 | □ |
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| ○ | ○ | ○ | ○ |
| □ | ○ | □ | ○ | |
□ |
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胶粘剂 | □ |
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| □ |
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PET | □ |
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| □ | □ |
| □ | □ |
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| □ | ○ | |
□ |
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胶粘剂 | □ |
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| □ |
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含氟膜 | □ |
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| ○ | ○ | ○ | ○ |
| □ | ○ | □ | ○ | |
□ |
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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聚氟乙烯复合膜,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*的分子结构,PVDF材料具有以下特点:
*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射线和电子束照射;
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。
*,PVDF树脂制备的氟涂料具有的耐候性,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要好于PVF材料。对于电性能而言,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、耐干电弧性能和融化率与PVF相当,而阻燃性比PVF更好。至于渗透性,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 | 测试方法 | 测试表明 | PVDF膜 | PVF膜/25μm |
表面阻抗(Ohm) | ASTM-D-257\干 | 48 hours@23C,50%RH | 1.12×1015 | 2.24×1015 |
表面阻抗(Ohm) | ASTM-D-257\湿 | 96 hours@35C,90%RH | 4.23×1014 | 2.45×1014 |
体积阻抗(Ohm-cm) | ASTM-D-257\干 | 48 hours@35C,90%RH | 1.37×1014 | 1.12×1013 |
体积阻抗(Ohm-cm) | ASTM-D-257\湿 | 96 hours@35C,90%RH | 9.06×1012 | 2.88×1013 |
介电强度(kV/mm) | ASTM-D-149 | 23C | 109 | 90 |
耐干电弧性能 | Time of Arc Resistance (sec)&UL(PLC) | ASTM D495 | 21 PLC=7 | 18 PLC=7 |
阻燃性 | UL94 R Pating | UL94,Section 11 | VTM-0 | NA(Burned>125mm) |
融化率(HWI) | Time to lgnition(s) | ASTM D 3874 | >9* | 7 |
表4 各材料的渗透性比较
| ETFE | PVDF | PVF |
水蒸气/g/m2.d.bar | 2 | 2 | 7 |
空气/cm3/m2.d.bar | 40 | 7 | 50 |
氧/cm3/m2.d.bar | 100 | 20 | 12 |
氮/cm3/m2.d.bar | 40 | 30 | 1 |
二氧化碳/cm3/m2.d.bar | 400 | 100 | 60 |
正是基于上述性能的比较可知,在太阳能背板的应用中PVDF有着与PVF相似的性能,甚至在某些方面有着更好的适应性。三爱富公司近年来一直致力于开发可应用于背板中的PVDF树脂材料,现已推出了FR906和FR907等牌号产品可供选择。
参考文献:
1、 中国可再生能源学会会议论文,2009
2、 Monden fluoropolymers:Hign performance polymers for diverse applications,John Scheirs,1997
3、 三爱富公司FR900产品说明书
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太阳能背膜
本厂在2001年已通过ISO9001:2000质量体系认证,现拥有1100CM, 2200CM生产线,年生产能力200万平米。产品性能稳定,价格合理。公司以“科技兴厂、诚信为本、质量*、用户至上”的经营理念,不断创新进取!
产品描述:
性能指标厚度( mm )0.30 宽 幅( mm )1100 尺寸稳定性(0.5h/150℃,%)≤1.5拉伸强度( Mpa )≥110拉伸率 ( % )70~130撕 裂 强 度(N/mm )120~150 层间剥离强度(N/5cm)≥25
产品简介:
*能长期防止粘合剂的水解
*具有良好的电绝缘性能,并且已经通过了TüV认证。在直流电压680—1220V下会部分分解。
*和EVA的结合
*可以根据要求有不同颜色和厚度的组合
DyMat®符合IEC60664-1的局部放电测试。
用DyMat®的背板符合IEC61215的认证。
标准的供给说明
*标准卷:1.9米×3500米
*卷轴:从100米长开始
*内轴:3英寸或6英寸
*可以按照客户的要求的尺寸来裁剪
DyMat®是由三层复合成的薄膜,Tedlar®/Pet/Tedlar®可以提供不同的颜色或者是透明的。
客户也可以选者两层的复合薄膜。
由于DyMat®能很好的与空气隔绝的性能,*的防氧化和抗潮湿性,具有良好的电绝缘性能,能长期防止粘合物的水解,所以它很适合用于太阳能组件。
太阳能背板
是为光伏组件特别设计的背场复合膜,由三层组成:耐候抗风化的膜---pet膜---耐候抗风化膜。其中一面和eva粘合,另外一边和的粘合剂粘合,具有良好的抗超时性,良好的层间粘合性。
产品特性:
*能很好的与空气隔绝。
**的抗氧化和抗潮湿性
*能长期防止粘合剂的水解
*具有良好的电绝缘性能,并且已经通过了tüv认证。在直流电压680—1220v下会部分分解。
*和eva的结合
*可以根据要求有不同颜色和厚度的组合
标准的供给说明:
*标准卷:1.9米×3500米
*卷轴:从100米长开始
*内轴:3英寸或6英寸
*可以按照客户的要求的尺寸来裁剪