PVDF树脂在太阳能电池模组用背板上的应用

1、pvdf树脂在太阳能电池模组用背板上的应用吴君毅（上海三爱富新材料股份有限公司，上海）摘耍：随着对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为其中重要的能源来源之一备受关注，其 中太阳能电池板是常用的设备，鉴于其常年在外使用，因此刈背板中含氟膜起着重要的保护 作用，而pvdf膜由于其本身的特性越来越成为含氟膜的重要选择之一。一前吕随着不可再生资源的逐步减少以及矿物类资源生产、使用中产生的各种污染问题，各国 都在用政策的、法律的手段逐步加大对再生能源和清洁能源的开发利用，并努力提高其在整 个能源使用中的比例。在这些清洁和可再生能源中，太阳能是其中最重要的能源之一。目前 太阳能设备常用的是太阳能电池板，它是

2、将太阳能转化为电能的一个重要设备。此类产品使 用年限一般按照25年以上进行设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制 各组件质量，而这些组件中太阳能电池背板的作用不容小觑，太阳能电池背板起着保护光伏 组件中的电池片的作用。中国可再生能源学会预计的太阳能背板材料的市场发展趋势，2013 年全球的需求将是2008年的3倍。二太阳能电池模组结构及其对背板的性能要求图2是太阳能电池模组结构示意图。其中一般按玻璃胶膜电池板胶膜tpt叠合于铝 合金框内。由于太阳能电池模组是放置在室外的电气产品，因此背板除了具有保护功能以外, 还必须具备25年之久的可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性能。表1列出了背

3、板性能要求 的一览表，在这些指标中一个衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。若 太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气（尤其是阴雨湿气更大）会透过太 阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到eva （乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘结性能, 导致背板与eva脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化。表一太阳能电视对背板的性能要求一览表序号项目单位测试方法指标值1剥离eva/背板常态n/cmastm d-1876 180° peel$40强度eva/背板双85处理后n/cmastm d-1876 180° peel$40eva/背板uv处理后n/

4、cmastm d-1876 180° peelp40pet/fp常态n/cmastm d-1876 180° peelp6pet/fp 沸水 24hn/cmastm d-1876 180° peelm5pet/fp双85处理后n/cmastm d-1876 180° peelm5pet/fp冷热循环后n/cmastm d-1876 180° peelm5pet/fp湿气冻结后n/cmastm d-1876 180° peeln5pet/fp uv处理后n/cmastm d-1876 180° peel35背板/硅胶双85处理

5、前/后15kg/30min不脱离2热收缩率md/td%astm d-1204(150c/30min)w13热失重率%gb/t 13541-92wo. 254水汽透过性(gm/m2. day)astm f-1249(38c/100%rh)w3.05击穿电压kvastm d-1492186局部电压vdciec60664-1m10007黄变指数astm e313-05zlbw2表2各层材料及其所需性能各层材料胶粘特性机械性能电气性能耐化学/水特性热稳定性阻水性能耐uv性耐湿热性阻燃性可作业性含氟膜oooooo胶粘剂peto胶粘剂含氟膜oooooo三pvdf树脂在背板中的应用目前用于太阳能电池组件封装

6、的背板常用tpt聚氟乙烯sz合膜，tpt 一般常用三层结 构(pvf/pet/pvf),外层保护层pvf具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为pet聚脂薄 膜具有良好的绝缘性能，内层pvf需经表面处理和eva具有良好的粘接性能。pvdf树脂 作为与pvf结构相接近的树脂产品，由于pvdf的含氟量59%远大于pvf的41%,其用于 背板有着更好的特性要求.正是基于pvdf树脂所特有的分子结构，pvdf材料具有以下特点:完全抵御日光降解；优异的耐化学品和耐溶剂性：高耐磨性；很好的耐沾污性；不支持真菌和细菌的生长，具有较好的阻燃和低烟特性；对大多数气体和液体的低渗透；高介电强度和体积电阻；很好的热稳定性

7、；在高温下的高机械温度；易于加工，成型与焊接；高纯度；耐y射线和电子朿照射；材料的可得性；上述这些特性符合表2所需要的背板材料要求。众所周知，pvdf树脂制备的氟涂料具有无与伦比的耐候性，因此作为膜材料它有着比 pvf有着更好的耐候性，进而其黄变指数和老化后的机械强度等性能也都耍好于pvf材料。 対于电性能而言，从表3的测试结果中可以发现，pvdf制备的膜与pvf相比其表面/体积 阻抗、介电强度、耐干电弧性能和热线融化率与pvf相当，而阻燃性比pvf更好。至于渗 透性，pvdf与pvf相比毫不逊色，参见表4表3电性能、加工性能、阻燃性能测试一览表性能测试方法测试表明pvdf 膜pvf 膜/25

8、 u m表面阻抗(ohm)astm-d-257x干48 hours23c, 50%rh1. 12x10152.24x1015表面阻抗(ohm)astm-d-257x湿96 hours35c, 90%rh4. 23x10142. 45x1014体积阻抗(ohm-cm)astm-d-257干48 hours35c, 90%rh1.37x10141. 12x10'3体积阻抗(ohm-cm)astm-d-257湿96 hours35c, 90%rh9. 06x10122. 88x1013介电强度(kv/mm)astm-d-14923c10990耐干电弧性能time of arcresistan

9、ce (sec)&ul (plc)astm d49521plc=718plc=7阻燃性ul94 r patingul94, section 11vtm-0na (burned>125mm)热线融化率(hwi)time to lgnition(s)astm d 3874>9*7表4各材料的渗透性比较etfepvdfpvf水蒸气/g/ml d. bar227空气/cm3/m2. d. bar40750氧/cm3/m2. d. bar1002012氮/cm3/m2. d. bar40301二氧化碳/cm3/m2. d. bar40010060正是基于上述性能的比较可知，在太阳能背

10、板的应用中pvdf有着与pvf相似的性能, 甚至在某些方面有着更好的适应性。三爱富公司近年來一直致力于开发可应用于背板中的 pvdf树脂材料，现已推出了 fr906和fr907等牌号产品可供选择。参考文献：1、中国可再生能源学会会议论文，20092、monden fluoropolymers:hign performance polymers for diverse applicationsjohnscheirs,19973、三爱富公司fr900产品说明书上海嘉氟新材料科技有限公司公司地址：上海市松江区民益路201号29幢厂房联系电话：86-21 )33738395 x (86-21)3373

11、8396、(86-21)33738397手机司传真：(86-21)33738393公司邮箱：infojofui*公司网站：外销部联系方式：联系电话：(86-21)54995741联系邮箱：sales太阳能背膜本厂在2001年已通过is09001： 2000质量体系认证，现拥有1100cm, 2200cm生产 线，年生产能力200万平米。产品性能稳定，价格合理。公司以“科技兴厂、诚信为本、质 量第一、用户至上”的经营理念，不断创新进収！产品描述：性能指标厚度(mm )0.30宽 幅(mm )1100尺寸稳定性(0.5h/150°c,%)w1.5拉伸强度 (mp

12、a )3110拉伸率(% )70130撕 裂 强 度(n/mm )120150层间剥离强度(n/5cm)& 25产品简介：火能长期防止粘合剂的水解*具有良好的电绝缘性能，并且已经通过了 tuv认证。在直流电压680-1220v下会 部分分解。*和eva的完美结合水可以根据要求有不同颜色和厚度的组合dymat®符合iec60664-1的局部放电测试。用dymat®的背板符合iec61215的认证。标准的供给说明*标准卷：1.9米x3500米*专用卷轴：从100米长开始*内轴：3英寸或6英寸火可以按照客户的要求的尺寸来裁剪dymat®是由三层复合成的薄膜，tedlar® / pet / tedlar®可以提供不同的颜色或者是透 明的。客户也可以选者两层的复合薄膜。由于dymat®能很好的与空气隔绝的性能，极好的防氧化和抗潮湿性，具有良好的电绝 缘性能，能长期防止粘合物的水解，所以它很适合用于太阳能组件。太阳能背板是为光伏组件特别设计的背场专用复合膜，由三层组成：耐候抗风化的膜pet膜耐 候抗风化膜。其中一面和eva粘合，另外一边和专用的粘合剂粘合，具有良好的抗