2.1.2、復合
復合型太陽電池背膜(TPT、TPE等)多是以歐美一些氟化工企業(yè)開發(fā)的PVF或PVDF等氟膜通過膠粘劑與PET基材粘結復合而成。復合型背膜由于其內部PET基材兩面存在膠粘劑,而膠粘劑的質量水準不一,加之復合工藝良莠不齊,在電池組件戶外長期使用過程中復合型背膜受濕度與溫度雙重因素的綜合影響,易發(fā)生粘結膠層水解等損害,最終導致氟膜(PVF或PVDF等)與PET基材的層間剝離,影響電池組件長期使用的可靠性。
同時,由于制造專利技術制約和氟膜表面的親水性改性處理技術等原因,目前PVF和PVDF等氟膜產(chǎn)品還沒有在中國實現(xiàn)國產(chǎn)化。因此,采用PVF或PVDF等氟膜開發(fā)生產(chǎn)雙面含氟和單面含氟太陽電池背膜的中國企業(yè)長期受制于外國氟膜制造商,其背膜制造成本居高不下,且適用于氟膜與PET粘結的高品質膠粘劑多為國外極少數(shù)廠商技術壟斷,很難進口。而國內一些背膜生產(chǎn)企業(yè)只能采用一些普通的聚氨酯、環(huán)氧或丙烯酸類膠粘劑,這些膠粘劑容易老化,在性能上無法滿足25年的耐久性要求。
太陽能電池背板復合膜,由下述三層材料復合而成:
0.035~0.045mm厚的聚氟乙烯膜;
0.18~0.30mm厚的PET膜;
0.025~0.035mm厚的EVA涂層。
上述太陽能電池背板復合膜的制備方法包括下述步驟:在聚氟乙烯膜與PET膜表面分別涂覆固化劑,熱熔粘合而得基膜,然后再在PET膜的另一表面涂布EVA涂層即得太陽能電池背板復合膜。
2.2、含氟材料
如前所述,背板的主要特性是靠氟(F)材料來體現(xiàn)的,背板按照含氟材料可分為雙面含氟背板,單面含氟背板,不含氟背板三種。
2.2.1、雙面含氟背板
市面上雙面含氟背板最常見的是TPT(聚氟乙烯復合膜),TPT采用復合工藝,兩面含氟材料為美國杜邦公司生產(chǎn)的Tedlar聚氟乙烯聚合物,中間為PET,通過膠黏劑復合在一起。內層氟材料保護PET免受紫外線腐蝕,同時經(jīng)過特殊處理與EVA更好的粘結,外層氟材料保護組件背面免受濕、熱、紫外線侵蝕。
雙面含氟背板大同小異,區(qū)別只在氟材料的成分和內層氟材料的特殊處理上。比如,伊索TPT背板內層經(jīng)過特殊處理,以使其更適合與EVA粘結,而凸版TPT則不分正反面;又比如,DDF采用PVDF作為兩面含氟薄膜。
從長遠來看,如果背膜內層不含氟材料,不能對背膜的PET主體基材進行有效保護,組件安裝后背膜無法經(jīng)受長期的紫外老化考驗,在幾年之內組件就會出現(xiàn)背膜黃變、脆化老化等不良現(xiàn)象,嚴重影響組件的長期發(fā)電效能,因此,雙層氟材料背板是完全必要的。
2.2.2、單面含氟背板
單面含氟背板代表產(chǎn)品為美國3M背板,為三層結構復合而成,成分為:外層THV氟塑料(四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯共聚物),中間PET基體,內層EVA。單面含氟背板廠家雖不同,但結構大同小異,內層EVA與中間基體基本不變,不同之處可能在于外層氟材料成分不同,比如Tedlar PVF,PVDF等。
由于目前背膜開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)考慮到雙面含氟材料給整個背膜生產(chǎn)造成的成本壓力,廠商采用了EVA材料(或其他烯烴聚合物)替代雙面含氟的TPT結構背膜中EVA粘結面(光照面)的氟材料,從而出現(xiàn)了單面含氟的TPE結構的背膜。此類TPE結構的背膜在與組件封裝用EVA膠膜粘結后,由于其光照面無含氟材料,不能對背膜的PET主體基材進行有效保護,組件安裝后背膜無法經(jīng)受長期的紫外老化考驗,在幾年之內組件就會出現(xiàn)背膜黃變、脆化老化等不良現(xiàn)象,嚴重影響組件的長期發(fā)電效能,因此單面含氟的TPE結構的背膜是不適用于晶硅太陽電池組件的封裝使用的。
2.2.3、不含氟背板
不含氟背板是通過膠粘劑將多層PET膠粘復合而成,主要品種有PE,DNP等。
不含氟背膜從材料本身特性上無法滿足商用晶硅太陽電池組件25年的濕熱、干熱、紫外等環(huán)境考驗與使用要求,也就很難適合用于晶硅太陽電池組件的封裝。但是它適合中短期使用年限的組件,如5~10年期限。
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