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制造部 背板制造工艺 报告人 张强报告日期 2016 8 17 2019 10 20 背板 Backsheet 是用在太阳能组件背面 直接与外环境大面积接触的光伏封装材料 其应具备卓越的耐长期老化 湿热 干热 紫外 耐电气绝缘 水蒸气阻隔等性能 因此 背膜要在耐老化 耐绝缘 耐水气等方面满足太阳电池组件25年的环境考验 起到封装组件原辅料 保护太阳能组件 隔绝汇流带的作用 背板的功能 2 2020 1 8 背板的分类 背板按照生产工艺主要分为以下类型 3 2020 1 8 双面含氟 单面含氟 无氟型 背板的分类 4 2020 1 8 背板的结构 按材料不同分类 背板可分为FPF 以TPT为代表 KPK FPE 以TPE为代表 KPE及多层PET背板 TAPE T层和P层之间加入铝层 TFB PVF PET 含氟粘结层 KFB PVDF PET 含氟粘结层 BBF THV PET EVA FFC PET双面涂改良PTFE KPC PVDF 特殊处理PET KPF 苏州塞伍发明 氟皮膜技术 结构是PVDF PET 氟皮膜 PPC 特殊处理PET 耐候PET 等 5 2020 1 8 背板的材料 背板原材料 1 PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯乳白色或浅黄色高度结晶的聚合物 长期使用温度可达120 短期使用可耐150 高温 可耐 70 低温 但是在高温高湿环境中容易水解 在紫外光下容易发生光降解反应 1 有良好的力学性能 冲击强度是其它膜的3 5倍 耐折性能好2 具有优良的耐高低温性能3 耐油 耐脂肪 耐烯酸 烯碱 耐绝大多数溶剂4 水气透过率低 有优良的阻水 气 油及异味功能5 无毒 无味 卫生安全性能好 可用于食品包装6 绝缘性能良好 耐水解性能差 在高温高湿环境中容易水解 在紫外照射下容易发生降解反映 6 2020 1 8 1 聚偏氟乙烯优点 氟材料除具有良好的耐化学腐蚀性 耐高温性 耐氧化性 耐候性 耐射线辐射性能外 还具有压电性 介电性 热电性等特殊性能缺点 粘接性能差 价格相对较高PVF 美国杜邦公司 杜邦公司的注册商标TEDLAR就是现光伏行业做背板用的最多PVF薄膜 TPT结构背板中所指的T PVDF最出名的是法国阿科玛公司 阿科玛的注册商标KYNAR就是现在光伏行业做背板最多的PVDF薄膜 KPK结构背板中所指的K 背板材料 7 2020 1 8 背板材料 PE 聚乙烯由乙烯聚合而成 是应用广泛的高分子材料 化学稳定性好 吸水性小 电绝缘性能优良 EVA 乙烯 醋酸乙烯酯共聚物它的化学稳定性好 吸水性小 高透明 与各种界面均有高粘着力 熔点低 易流动 适用于各种玻璃的夹胶工艺 PA 聚酰胺即尼龙具有良好的综合性能 包括力学性能 耐热性 耐磨损性 耐化学药品性和自润滑性 且摩擦系数低 有一定的阻燃性 易于加工 适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性 提高性能和扩大应用范围 此类背板常见的有奥地利的老牌背板公司Isovoltaic以及在市场上开始有动作的背板企业索拉菲斯 优点 价格便宜 粘接性能好缺点 易黄变 沾灰 8 2020 1 8 聚酯类 丙烯类 热塑类 原材料 粘合剂 固体胶溶解 背板材料 9 2020 1 8 双组份聚氨酯粘合剂成分 主剂 聚酯型聚氨酯 OH 固化剂 异氰酸根 NCO 溶剂 酯类 酮类等 助剂 提高抗水解 抗UV性能等 背板材料 10 2020 1 8 粘接的原理是粘合剂作用于两层膜材料的表面 因此除了粘合剂体系要稳定外 膜材料性能也直接影响粘接效果 背板材料 影响胶黏剂的主要因素 11 2020 1 8 电晕是膜表面处理的因素 目前主流均为电晕处理 甚至需要特定的等离子处理方式 通过高频电火花对膜表面冲击 一方面形成微小凹坑增加粘接的表面积 另一方面将薄膜表面分子的化学键打断 形成与粘合剂中活性链的交联反应 但电晕处理不能过度 否则造成膜表面损坏 同样也会造成粘接性能的下降 故此膜复合前的表面处理极为关键 要求其处理设备 电晕或等离子 运行稳定 放电均匀一致 并达到相应的瓦特密度性 甚至合适的处理深度 可以从电晕电极的材质 电晕辊的材质 放电均匀程度 运行的可靠性等进行对比 并做出相应的设备选型 影响电晕 1 处理材料的宽幅2 处理材料的厚度3 处理电压 电流4 环境的温湿度5 处理膜的速度 背板工艺 12 2020 1 8 背板工艺 胶水粘度8 12Mpa s 车速1 40m min 涂布厚度10 m 常见的涂布方式对比 13 2020 1 8 背板工艺 工艺流程 14 2020 1 8 背板工艺 放卷采用双轴交替使用方法 正常涂布复合时 其中一轴正常放卷 另一轴处于备用状态 等第一轴基材运行到结尾时 操作人员进行切换 备用轴开始放卷 以实现连续生产 放料二为自动接片工艺 A轴和B轴的位置互换 180度翻转 由变频器 PLC自动控制 实现自动接片换轴程序 放卷电机采用变频电机 与放卷牵引辊电位器连锁形成闭环张力控制 有效控制放卷张力 放卷轴心采用卡头方式更简洁实用 纠偏器可以自动检测调整基材边缘位置并反馈倒液压执行机构 整体移动放卷机架 达到纠偏的目的 1 放卷张力2 卷径大小与设置数据3 放卷材料的正反面 复合面 4 材料对边是否一致 15 2020 1 8 背板工艺 干燥过程控制是涂布生产的关键 否则溶剂残留过多 会引起背板双85老化测试中起泡 分层 从而影响使用寿命 其重点是由涂布生产中各项工艺参数综合平衡来控制的 16 2020 1 8 背板工艺 复合压合处利用高温热压的方式将涂布烘道干燥过的PET 胶黏剂与2 发送的PVDF PEVA薄膜复合在一起 复合单元两侧压力要平稳 温度要均匀 以保证良好的复合外观和质量PVDF PEVA薄膜通过放卷轴放卷 放卷前薄膜必须进行离线的电晕处理 以增大膜材料的表面活性 1 复合压力2 复合对边3 复合温度4 复合表观 17 2020 1 8 背板设备 在线检测通过两个超高清探头检测复合过后的产品上是否有瑕疵现象 发现不良现象进行报警 检测人员把不良问题及米数填写到相应的记录上并反馈给下道工序收卷复合好第一面的产品在收卷机处进行收卷 收卷后将单面产品室温静置 固化 48h 固化完成的半产品重复a i步骤完成双面涂布 1 记录不良现象2 收卷张力3 收卷锥度4 收卷卷径5 收卷对其度 18 2020 1 8 背板工艺 熟化也叫固化 就是把已复合好的膜放进熟化室 使聚氨酯粘合剂的主剂 固化剂交联反映并被复合基材表面相互作用的过程 熟化的主要目的就是使主剂和固化剂再一定时间内充分反应 达到最佳复合强度 其次是去除低沸点的残留溶剂 已酸乙酯等 1 熟化的方式2 熟化的温湿度3 熟化的时间 19 2020 1 8 背板工艺 分切裁边由于涂布生产产品两边具有无胶部分 外观较差 且各个客户所需要的产品幅宽不一 正信990mm 海润992mm 尚德985mm 天合987mm 阿特斯973mm 英利990mm等等幅宽 所以分切时需要按照客户订单将产品分切成指定幅宽 同时为满足客户需求 可将去边后的产品按照客户指定长度分切成单张片材 片材的长度 宽度 冲孔大小都有客户指定 1 长度2 宽度3 收卷面4 毛边5 片边齐度6 开孔位置 20 2020 1 8 背板工艺 包装卷材产品在检查外观的同时利用缠绕膜或PE袋将每小卷 100m 产品包裹严实 然后将产品装入特定纸箱封装 而片材产品则需用牛皮纸包裹 100pcs每包 每托盘15包进行打包封装 1 包装方式2 产品标签3 打包的松紧 21 2020 1 8 背板缺陷 常见缺陷种类 22 2020 1 8 背板缺陷 定义 复合膜表面沿MD向 纵向 线状无胶或少胶的现象 原因分析 杂质或异物 大于过胶间隙 卡在涂布头上胶位置 导致涂布基材在该位置上无法上胶 形成间断或连续的拉丝 异物来源 内部来源 外部来源 涂布基材洁净度差 原材料带入杂质 现场环境中的异物 胶水中杂质或异物 胶水固化产生的凝胶 薄膜 PET PVDF 撕裂碎片 23 2020 1 8 背板缺陷 定义 复合膜表面不规则的收缩隆起现象 原因分析 薄膜厚度公差太大以及膜发生变形造成原材料褶皱或两侧张力不均 复合辊处两侧的张力和压力不均匀 涂布机主机速度和F膜放卷速度不匹配 涂布机辊轮水平性差导致松紧边 24 2020 1 8 背板缺陷 定义 复合膜表面的鼓包现象 原因分析 复合辊处两侧的张力和压力不均匀 压合不实所致 原材料表面有鼓包导致压合时不实 上胶好的基材在烘道内溶剂挥发不够导致复合后内部溶剂挥发所致 复合处两层薄膜错位后的纠偏导致气泡的产生 25 2020 1 8 背板缺陷 定义 复合膜内部含有异物的现象 异物来源 涂布基材洁净度差 原材料带入杂质 现场环境中的异物 胶水中杂质或异物 胶水固化产生的凝胶 26 2020 1 8 背板缺陷 定义 复合