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【干貨】光伏背板環境Uv試驗箱分析系列之黃變篇

瀏覽:   時間:2017.06.25   來源:東莞Uv試驗箱

【干貨】光伏背板環境Uv試驗箱分析系列之黃變篇


導讀: 目前常規晶體硅光伏組件采取“鋼化玻璃/EVA/電池片/EVA/背板”這種夾心結構封裝,背板是組件中直接與外界環境接觸的封裝材料,其性能的優劣直接影響到整個組件的壽命。

OFweek太陽能光伏網訊:目前常規晶體硅光伏組件采取“鋼化玻璃/EVA/電池片/EVA/背板”這種夾心結構封裝,背板是組件中直接與外界環境接觸的封裝材料,其性能的優劣直接影響到整個組件的壽命。
市場上常見的背板類型有復合型、涂覆型和共擠型三類。
背板類型背板結構描述
復合型TPT/ET:美國杜邦公司生產的特能® (Tedlar®)膜,其成分為PVF(聚氟乙烯)
KPK/EK:特指法國阿克瑪生產的PVDF(聚偏氟乙烯)膜,另外還有一些PVDF膜的生產商,如韓國SKC等,目前也有部分國產PVDF膜應用于光伏背板上
APAA:即PA,聚酰胺材質,俗稱尼龍
涂覆型CPCC:Coating的縮寫,指的是氟碳涂料,主要成分為FEVE(氟烯烴-乙烯基醚共聚物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等氟碳樹脂
共擠型AAA即PA/PA/PA,三層聚酰胺
注:由于氟碳化合物中C-F鍵鍵能高,在紫外輻照下也不易斷裂,所以含氟背板較非氟背板具有更好的耐紫外等耐候性能
針對背板材料的耐候性能,IEC有專門的測試項目和測試標準,如紫外老化,濕熱老化(85度,85%濕度),濕凍試驗(HF,-40度至+85度,85%濕度),溫度循環(TC,-40度至+85度)等。然而依據IEC測試標準對背板材料進行測試時,我們研發團隊發現,在試驗結束時,多數背板都無明顯破壞現象,與組件戶外25年的表現,甚至10年的表現出入較大,致使我們無法對不同的背板的性能進行區分和合理地評價。因此,我們研發團隊決定以IEC測試標準為基準,進行擴展測試。據此,我們從兩方面對背板材料展開了耐候性測試,【1】在原有IEC測試標準上進行加倍;【2】整合多個IEC測試項目,進行序列老化測試。
我們選取市場上主流的TPA、KPK、KPE、CPC、AAA幾種類型的背板作為測試對象,測試結束后,我們以各背板的黃變指數作為材料優劣的評判標準,也作為測試項目嚴苛程度的判定依據。
一、 針對Uv試驗箱單個IEC測試項目的加倍測試,
進行了濕熱1500h(1.5倍的IEC標準)、濕熱2000h(2倍的IEC標準)、UV150kWh/m2三項試驗。
濕熱老化(85度,85%濕度):在濕熱1500h后,涂覆型背板的內層和外層,以及KPE背板的內層E層,即已發生不同程度的黃變(如圖1)。至濕熱2000h時,多數背板的內層及外層黃變程度均有加深,尤其是涂覆型背板的內層,以及KPE背板內層E層。TPA背板的內層A層及AAA背板內外層在濕熱老化過程中有輕微黃變(不明顯);個別PVDF膜表現較差,如試驗中的背板KPE的外層PVDF,在濕熱老化至2000h時,也發生了明顯黃變;而特能? (Tedlar?)膜,在濕熱老化過程中無明顯黃變現象。總體而言,濕熱老化過程中,涂覆型背板的涂層(尤其是內層涂層)較氟膜PVDF膜和特能? (Tedlar?)膜,以及AAA(聚酰胺)更容易發生黃變。

UV150kWh/m2(60℃-試驗箱內空氣溫度,輻照度45W/m2):UV試驗時,背板外層對著紫外燈。在UV150kWh/m2后(圖2),涂覆型背板的內層和外層均發生了顯著黃變;個別PVDF膜,如試驗的KPK背板的內層PVDF層,也發生了顯著黃變;而特能® (Tedlar®)膜和較好的PVDF膜,無明顯黃變;KPE內層E層及AAA背板,也無明顯黃變。之所以背板外層對著紫外燈,而背板內層仍然發生黃變,是由于試驗箱中,紫外燈燈管沿箱子一側的箱壁從上之下依次裝配,背板材料只能也采取外層面向紫外燈管從上至下依次懸掛放置,而背板另一側的箱壁(不銹鋼制作)會不可避免反射紫外線至背板的內層,如此造成背板內層黃變現象的發生。總體而言,加強UV輻照下,涂覆型背板的涂層和一些PVDF膜,容易發生黃變,特能® (Tedlar®)膜表現較好。

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