1、光伏背板介绍2 0 1 8-1 1总论背板结构背板的测试方法背板的失效模式总论背板（背板（Backsheet）是用在太阳能）是用在太阳能组组件背面，直接与外件背面，直接与外环环境大面境大面积积接触的光伏封装材料，接触的光伏封装材料，其其应应具具备备卓越的耐卓越的耐长长期老化（湿期老化（湿热热、干、干热热、紫外）、耐、紫外）、耐电电气气绝缘绝缘、水蒸气阻隔等性、水蒸气阻隔等性能。因此，背膜要在耐老化、耐能。因此，背膜要在耐老化、耐绝缘绝缘、耐水气等方面、耐水气等方面满满足太阳足太阳电电池池组组件件25年的年的环环境境考考验验，起到封装，起到封装组组件原件原辅辅料、保料、保护护太阳能太阳能组组件、
2、隔件、隔绝汇绝汇流流带带的作用。的作用。基本性能基本性能1.1.优秀的耐候性秀的耐候性2.2.低的水汽透低的水汽透过率率3.3.好的好的电气气绝缘性性4.4.一些机械性能一些机械性能总则目前市目前市场场上主流使用的背板有上主流使用的背板有TPT、TPE、KPK、KPE、KPF、PPE等等结结构，以构，以TPE结结构构背板背板为为例：例：外外层层保保护层护层 氟氟层层具有良好的抗具有良好的抗环环境侵境侵蚀蚀能力等；能力等；中中间层间层 PET 层层具有良好的具有良好的电电气气绝缘绝缘性能等；性能等；内内层层 具有良好的粘接性能等。具有良好的粘接性能等。背板结构各层的特性外层中间层内层粘结体系各层
3、的特性粘合粘合机械性能机械性能电性能性能化学化学稳定定性性热力学力学稳定性定性水汽透水汽透过率率抗紫外抗紫外湿湿热耐火性耐火性可操作性可操作性外层胶层中间层胶层内层重要特性；关键特性 外层类型供应商厚度关关键点点评估估PVFDUPONT25/381、机械性能2、水汽透过率3、耐酸碱性5、耐UV和耐热6、氟化物含量PVDFArkema、SKC、DENKA、国内1830PTFEASAHI GLASS20/25PETDupont Teijin、Toray50125PAEvonik NA外层为了有良好的耐候性，一般要求背板外层材料为含氟材料，PVF和PVDF为最常见的两种含氟材料。2个氟原子 4个氟原
4、子1个氟原子PVFPVDFPTFE含氟量41%含氟量76%含氟量59%外层PVF和PVDF的对比性能单位PVFPVDF密度g/cm31.41.7熔点185195160172分解温度210316拉伸强度Mpa37413050断裂伸长率%6522550250热收缩率%52使用温度-70107-60150PVDF的密度是PVF的1.3-1.4倍，在分子结构上多一个氟原子，所以比PVF更致密、更耐候、阻隔性更好。纯PVDF薄膜的透水率只有同等厚度的PVF薄膜的1/5左右，所以通常情况下使用PVDF薄膜的厚度可以比PVF薄，但是PVDF成型较困难，一般需要添加丙烯酸类材料，此材料会造成局部老化。中间层P
5、ET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称,又称聚酯薄膜，乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。优良的物理机械性能，具有优良的物理机械性能，短期使用可耐150 高温，-70 低温，且对其机械性能影响很小。PET电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。气体和水蒸气渗透率低，但是在高温高湿中容易水解，在紫外光照下易发生光降解反应。中间层类型型优点点缺点缺点PET良好的绝缘性能；低热阻；低的水汽透过率；低的收缩率；机械性能高；价格低耐紫外能力差；抗湿热能力差（易水解）；阻燃性差PA层间剥离强度好尺寸稳定些差，水汽透过性差，价格高注：单层PET
6、型背板需改性。单层PET加耐候性添加剂后耐候性仍不能和含氟材料匹配，因为添加剂会逐渐消耗。内层类型型优点点缺点缺点含氟膜耐紫外能力优粘结性弱（需表面处理）改性EVA粘接性强返修成品率低改性PA返修成品率高抗老化性能弱聚乙烯粘结性好组件不好返修 KPK结构TPT结构KPE结构TPE结构粘结体系粘粘结体系是由粘合体系是由粘合剂，稀，稀释溶溶剂及部份填加的助及部份填加的助剂形成，其主体的粘合形成，其主体的粘合剂的作用。的作用。目前国内外的背板企目前国内外的背板企业选用的粘用的粘结剂体系基本上均体系基本上均为双成分聚氨双成分聚氨酯体系，因其既要有体系，因其既要有优异的抗异的抗UVUV，耐水解等抗老化要
7、求，又要，耐水解等抗老化要求，又要对难粘粘结的含氟膜有良好的粘接性，故目前的含氟膜有良好的粘接性，故目前全球也全球也仅有几家有几家专业的粘的粘结剂公司可以生公司可以生产。粘粘结体系中影响剥离体系中影响剥离强度的另一因素，就是稀度的另一因素，就是稀释溶溶剂，常，常规选用用为：乙酸乙：乙酸乙酯，酮类等，等，但但对其其纯度要求极高，因度要求极高，因为其中所含的水分，醇其中所含的水分，醇类等等羟基（基（-OH-OH）杂质会与粘接会与粘接剂中中固化固化剂所含有的异所含有的异氰酸根（酸根（-NCO-NCO）发生直接反生直接反应，导致粘接致粘接剂性能下降，性能下降，严重的甚重的甚至失效，因此至失效，因此虽然
8、溶然溶剂是常是常规溶溶剂，但是其中，但是其中对羟基基类杂质的要求必的要求必须控制控制严格。格。粘结体系粘结的主要特性：在各层材料可靠的前提下，主要考虑粘结界面的可靠性，影响因素：I.No hydrolysis in long-term tests(胶水自身性能-在长期测试中不水解失效)；II.Good physical contact(被粘结层表面洁净程度-形成良好的物理接触)；III.High surface tension(被粘结层表面处理状态-较高的表面张力有利于铺展和渗透)；IV.Evenly coated(胶水的涂布方式-平整及均匀性)。粘结体系的成分：I.Adhesive,solv
9、ent dilution and add additives(胶黏剂、稀释溶剂、填料)。II.A two-component PU system(双组份聚氨酯体系)III.Required high dilution solvent purity(稀释溶剂纯度要求极高)。粘结体系 高高 表表 面面 能能 High Surface Energy低表面能低表面能Low Surface Energy容易浸润容易浸润(黏接黏接)Easy-to-adhere 难以浸润难以浸润(黏接黏接)Hard-to-adhere金属金属 Metals聚碳酸酯聚碳酸酯 Polycarbonate聚酯聚酯 Polyest
10、er聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC聚氨酯聚氨酯 Polyurethane 聚乙烯聚乙烯 Polyethylene聚苯乙烯聚苯乙烯 Polystyrene 聚丙烯聚丙烯 Polypropylene聚四氟乙烯聚四氟乙烯 Teflon背板的测试方法材料的基本性能测试材料分析测试可靠性测试区域性环境要求材料的基本性能测试机械性能测试抗张强度断裂伸长率尺寸稳定些150C 30min剥离强度和封装材料层间剥离强度粘结性能水汽透过率防水汽击穿电压安全保护润湿张力和硅胶材料分析测试SEM(扫描电子显微镜）观察背板表面/截面形貌色差分析 观察背板的老化情况FTIR（傅里叶变换红外光谱分析）分析化学键的变化材料老化测试每一每一块组件都要通件都要通过IECIEC认证，这是光伏是光伏组件的最低要求。件的最低要求。对特殊的气候，特殊的特殊的气候，特殊的应用，也会附加增加一些用，也会附加增加一些测试TCTCDHDHHFHFUVUV盐雾测试落砂落砂测试背板的失效模式背板褶皱背板返修难背板分层氟层结晶背板的失效模式氟膜开裂 氟膜TD方向强度太低背板黄变 不耐UV背板分层 胶水水解或胶未固化谢谢！谢谢！
