光伏电站建设背后隐裂的材料风险

添加时间：2013-11-01 14:19:35 来源：国际电力网

　　认知背板：材料是关键

　　背板的质量由其中关键材料决定，有意思的是，背板同样以所使用的材料结构而进行分类。

　　杜邦公司将背板分为三大基本类型：双层氟材料、单层氟材料以及非含氟材料，并告知每种类型中又有多种结构。市场上将杜邦的分类通俗地分为两类：含氟类与不含氟类。

　　然而，Honeywell李大松表示：“由于近两年成本压缩的厉害，现在背板公司在向组件企业解释是否含氟的问题上，界限开始变得模糊，因为哪怕只有少量氟塑料，也可以解释为含氟。现在一些涂层背板也称其含氟，但是含氟量具体占比不得而知。”

　　在综合各家所言后，本刊将背板分为三大类：第一类是传统的以氟膜为基础的复合型背板（如TPT、TPE、KPK、KPE、单面THV）、APA，第二类PET为基础的非氟背板，第三类为氟涂层背板（coating）以及其他新型材料。

　　其中第一种是经受过行业考验，生产及使用最早也是较稳定传统的背板产品，具有代表性的材料/背板供应商有杜邦、台虹科技、3M、阿科玛、Honeywell以及日本东洋，国内主要代表企业为赛伍。值得注意的是，杜邦、阿科玛并不生产背板，而是生产其中的关键材料，杜邦拥有其品牌氟膜产品Tedlar？PVF薄膜，阿科玛提供Kynar PVDF膜。Honeywell与3M则涉足氟膜整条产业链，如表一。

　　为什么是氟膜

　　“因为品质好的氟膜可以经受住外部的紫外线老化，紫外对其影响不大，耐候性很好。背板产品能不能耐25年，其关键材料的分子结构就决定了他是否具备这个能力。氟膜经高温熔融，氟膜经高温熔融，由高分子形成一整张膜，致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。与PET粘接后，即使在使用中有部分脱胶，表面的薄膜仍然完整，仍能保护内部的PET层。”浙江大学高分子材料专业出身的李大松表示，即便从微观层面分析氟膜的结构及性能，他同样有信心。

　　对于近两年使用量逐步上升的第二类PET非氟背板，李大松指出：“事实上，PET早期对产品的质保是10-15年，而且是针对屋顶，对外部环境的要求缓和一些，应用环境不太苛刻。后来PET材料生产厂商通过对PET进行一些改进如在其中加入一些抗紫外剂等，在一定程度上延缓紫外伤害，但它本身并不能改变聚酯材料的本质。如今日本对组件的补贴年限延长至20年，这让很多日本组件厂商也开始改变对背板的选择。”

　　此前有报道称PET非氟背板在紫外老化后发黄，存在脱层开裂风险。然而第二类背板代表企业日本东丽Toray、康维明Coveme提出了异议，他们表示PET背板成本较低，易加工处理，层间粘合度高，外观问题少。

　　在一个问题上，复合型背板与PET非氟背板供应商观点出现一致，他们将问题抛给了氟涂层背板：“现在的FEVE涂层背板，经化学交联形成，相对尖锐的机械甚至硬币就容易致其脱落，耐磨性能也很差，不适合风沙较大的西部电站应用。不是所有材料能够承担这个角色。FEVE涂料在PET表面形成涂层机械强度低，热胀冷缩会让塑料材料裂开，在潮湿温差又大的地方，背板很容易脱落开裂。一旦开裂，涂料就会从PET表面脱落或水汽渗入而失去保护作用，而且涂料在涂布过程中非常容易形成针孔而使水汽阻隔能力下降。”

　　对于上述观点，新近进军光伏产业的日本富士胶片给出了不同看法，他们带来一款新的背板产品。富士公司执行董事后藤佳久介绍，富士新型无胶涂覆强化背板结合了富士胶片公司用于胶卷的两个原创核心技术，一是强化PET基膜制造技术，二是无胶型涂布精密成型技术。他表示：“新型背板首次通过美国UL公司认证的具有长期极限使用最高温度（RTI值为130℃）的250微米厚置的强化PET（耐水解PET）用于背板中间层，不用胶黏剂。”相比传统复合型TPE背板，他们认为其优势集中体现在经过加速老化试验后，依然维持原有发电效率、原有水蒸气透过率、原有击穿电压等高耐候性与安全性。

　　江苏赛拉弗公司使用了富士公司的新型背板，CTO金鹏表示，过去一年时间里我们试验了多种背板，最后选择富士后生产的组件出货到欧洲地区，截至目前约有几十MW.

　　说起氟涂层背板，它的开发与兴起跟整个市场局势息息相关，在前几年光伏市场很好的时候，由于国内对光伏背板的需求旺盛，使得氟膜的供应一度紧张，特别是杜邦的Tedlar？ PVF膜，形成供不应求的局面。为了抓住这一波发展高潮，国内企业开发了一种新型背板，不用氟膜，而是用涂料直接涂覆到PET薄膜上。这样材质的背板降低了门槛及价格，在材料短缺又有价格优势的前提下，市场被打开。目前苏州中来、联合新材是氟涂型背板的主要供应商代表。

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