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組件原輔料系列總結:光伏背板/背膜
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組件原輔料系列總結

太陽能背板/膜資料總結

一、功能

背板(Backsheet)是用在太陽能組件背面,直接與外環境大面積接觸的光伏封裝材料,其應具備卓越的耐長期老化(濕熱、干熱、紫外)、耐電氣絕緣、水蒸氣阻隔等性能。因此,背膜要在耐老化、耐絕緣、耐水氣等方面滿足太陽電池組件25年的環境考驗,起到封裝組件原輔料、保護太陽能組件、隔絕匯流帶的作用。

1.1、封裝

太陽能組件生產工藝是將鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、背板按照從下到上的順序經過層壓粘合在一起,背板與鋼化玻璃將電池片和EVA封裝在內部,通過鋁邊框和硅膠密封邊緣。作為組件的背部封裝材料,對背板的相應性能有較高的要求,比如抗滲水性等。

1.2、保護

太陽能組件的使用年限是25年,而且太陽能組件的工作環境非常惡劣,有的安裝在在荒涼的戈壁沙漠,晝夜溫差大,飛沙走石;有的組件工作的地方經常有雷雨,冰雹等惡劣天氣;有的組件安裝在海拔很高的高原,紫外線輻射量非常大。因此,對于組件的保護就顯得非常重要,不僅要求組件的原輔料要有至少25年的使用年限,作為背面保護材料,背板更要有優異的抗老化,抗紫外線,抗滲水,抗高溫高濕,防火絕緣等性能。

1.3、隔絕

背板具有優異的絕緣性,在組件生產過程中,為了避免匯流帶短路,經常使用背板作為隔絕填充材料。而且,為了組件美觀,背部顏色一致,因此背板是最佳選擇。

二、分類

光伏背板的分類有多種,最常用的有兩種,即按制造工藝分為涂布型和復合型;按含氟材料分為雙面含氟背板、單面含氟背板、無氟背板三種。

2.1、制造工藝

背板的加工方式有2種:涂布和復合。

涂布相對復合來說成本相對較低,工藝相對簡單。兩種工藝都是成熟工藝,做出來好產品沒什么大問題,關鍵是背膜表面的氟(F)材料。背板的主要特性是靠氟材料來體現的,一般來說,氟材料無論是復合膜還是涂料,只要加工得當,氟元素含量足夠,背板的耐侯性和阻隔性都不是問題。但是組件廠家先是使用聚氟乙烯(PVF)復合膜,并且也通過20多年的使用驗證,所以目前使用PVF等類似的氟膜背板接受程度還是比使用氟涂料涂布形成的背板高。但是從原理上來說,其實是差不多,F涂料在跨海大橋等一些對耐侯性要求高的地方使用年限也有30多年了。

當前,國內背膜產業還處于起步發展階段,其開發生產企業多分布于中國大陸長三角地區。以臺虹、賽伍、樂凱、匯通為代表的背膜企業主要采取以PVF、PVDF或ETFE等氟膜與PET基材通過膠粘劑粘結復合而制備復膠型背膜,其氟膜基本依賴進口,背膜制造成本較高。以蘇州中來、哈氟龍、福斯特等為代表的背膜企業通過以四氟樹脂(PTFE)或三氟氯乙烯樹脂(CTFE)為主體樹脂的涂料采取涂覆方式與PET基材復合而開發制備涂覆型背膜,在背膜成本與技術方面具有較大優勢。

由于國內復合型背膜制造企業在主要原材料和核心技術方面不具備成本和質量的優勢,造成產品整體的核心競爭力與利潤空間較低。而蘇州中來公司通過自主研發,在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面和四氟涂層(FFC)表面分別采取全球首創的等離子體硅鈦化處理技術和等離子體氟硅氧烷化處理技術,顯著增加了PET和FFC的表面能和活性化學基團數量,使PET與FFC之間、FFC與EVA之間不但具有物理吸附,還產生化學分子的接枝,使得FFC氟涂層與PET結合力超強,與EVA的粘結力大幅度提高,經過85℃*85%RH2000小時老化測試它們之間不分層不脫層。目前,蘇州中來四氟型太陽電池背膜已通過了TUV、SGS、UL等國際認證,并在國內外光伏企業得到廣泛應用。

2.1.1、涂布

氟碳涂料經過幾十年的快速發展,在建筑、化學工業、電器電子工業等各個領域得到廣泛應用,成為繼丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有機硅涂料等高性能涂料之后,綜合性能最高的涂料品種。目前,應用比較廣泛的氟樹脂涂料主要有聚偏氟乙烯(PVDF)、三氟氯乙烯樹脂(CTFE)、四氟樹脂(PTFE)三大類型,我國也是繼美國、日本之后第三個擁有氟碳涂料合成技術并實現產業化的國家。

以氟樹脂跨國企業(如日本旭硝子、大金和法國阿科瑪等)開發生產的PVDF、CTFE、PTFE樹脂為主體樹脂制備的氟碳涂料,廣泛應用于橋梁、大廈、鐵路、通信設施的表面防護上,并經受了40年以上的戶外嚴酷考驗,表現出極佳的耐候性能。

同時,目前包括低溫等離子體改性技術、輻照改性技術、真空等離子體化學接枝技術在內的材料表面改性技術已較為成熟。因此,將氟碳涂料、PET表面改性技術、氟涂層表面改性技術等應用于太陽電池背膜的開發,從而實現不使用膠粘劑并具有優異長期耐候性能的低成本高品質涂覆型背膜產品是完全可行的。

涂布背膜包括厚度100~350μm的PET薄膜基體,基體兩面涂覆有15~30μm的含氟聚合物涂層,其中一面含氟聚合物涂層上涂覆有0.5~5μm的粘合劑層;所述的含氟聚合物涂層由各原料組分按配比混合后經砂磨處理得到的混合乳液直接涂覆在PET薄膜基體上得到,所述含氟聚合物涂層的原料包括如下質量配比的組分:

含氟涂料30~55%,

溶劑20~40%,

交聯劑和固化劑2~6%,

填料15~40%。

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開發的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等氟膜產品還沒有在中國實現國產化。因此,采用PVF或PVDF等氟膜開發生產雙面含氟和單面含氟太陽電池背膜的中國企業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廠商技術壟斷,很難進口。而國內一些背膜生產企業只能采用一些普通的聚氨酯、環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受長期的紫外老化考驗,在幾年之內組件就會出現背膜黃變、脆化老化等不良現象,嚴重影響組件的長期發電效能,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。

由于目前背膜開發生產企業考慮到雙面含氟材料給整個背膜生產造成的成本壓力,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受長期的紫外老化考驗,在幾年之內組件就會出現背膜黃變、脆化老化等不良現象,嚴重影響組件的長期發電效能,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。

三、成分

各廠家的背板雖然其成分各有不同,但核心部分不會變,即PET基體和含氟材料,PET提供力學性能和絕緣性能,氟材料提供阻隔性和耐候性。背板的主要特性靠氟材料來體現,一般來說氟材料無論是復合膜還是涂料,只要加工得當,F元素含量足夠,背板的耐侯性和阻隔性都不是問題。

3.1、PET

PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯) ,化學式為-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,英文名: polyethylene terephthalate,簡稱PET,俗稱聚酯薄膜,為高聚合物,由對苯二甲酸乙二醇酯發生脫水縮合反應而來。對苯二甲酸乙二醇酯是由對苯二甲酸和乙二醇發生酯化反應所得。

屬結晶型飽和聚酯,平均分子量(2-3)×104,重均與數均分子量之比為1.5-1.8。

相對密度1.368,熔點225℃,流動溫度243℃,玻璃化溫度80℃,馬丁耐熱80 ℃,熱變形溫度98℃(1. 82MPa),分解溫度353℃。

溶于甲酚、濃硫酸、硝基苯、三氯醋酸、氯苯酚,不溶于甲醇、乙醇、丙酮、烷烴。使用溫度-100~120℃。 彎曲強度 148-310MPa 。

吸水性 0. 06%-0.129%,沖擊強度64.1-128J/m,洛氏硬度M 90-95, 伸長率1.8%-2.7%。

PET是顏色為乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物,表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內具有優良的物理機械性能,長期使用溫度可達120℃,電絕緣性優良,甚至在高溫高頻下,其電性能仍較好,但耐電暈性較差,抗蠕變性,耐疲勞性,耐摩擦性、尺寸穩定性都很好。

研究表明,PET分子主鏈中含有大量的酯基,與水具有很好的親和性,容易產生水增塑,同時即使微量的水分也會導致分子主鏈的降解。

PET在濕熱老化過程中,老化性能的變化受三個因素影響:結晶度、水增塑、水解,各因素自始至終都在起作用,不同的環境和不同的階段內各種不同因素起主導作用。

老化初期,結晶為主導因素,它增加楊氏模量[1]、最大拉伸應力,但使材料變脆,降低沖擊強度;然后水增塑成為主要因素,它使材料韌性增加,但是很快水解反應上升為主要因素,它引起PET大分子鏈斷裂,分子量下降,從而引起機械性能的破壞。而溫度的升高則會使上述過程明顯加快,因此水和熱是導致PET物理機械性能急劇下降的主要原因。此外,紫外輻射也會使PET的分子量、強伸度大幅度下降,結晶度有所提高,從而使材料脆化。

通過膠粘劑將多層PET膠粘復合而成的不含氟背膜從材料本身特性上就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。

注:[1]楊氏模量:楊氏模量(Young's modulus)是表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量,它是沿縱向的彈性模量,也是材料力學中的名詞。根據胡克定律,在物體的彈性限度內,應力與應變成正比,比值被稱為材料的楊氏模量,它是表征材料性質的一個物理量,僅取決于材料本身的物理性質。楊氏模量的大小標志了材料的剛性,楊氏模量越大,越不容易發生形變。

3.2、有機氟材料

有機氟材料是指含有氟元素的碳氫化合物,歸屬一種特殊質料,具有卓然的耐化學性和熱穩定性,還具有優良的耐侯性、耐腐蝕性、耐熱性、防污性、斥水斥油性、介電性、不燃性和不粘性,磨擦系數極小,為很多其他合成質料所不及,廣泛用于于兵工、電子、電器、機械、化工、紡織等各個領域。

含氟背膜表面的氟材料由于氟原子電負性大,原子半徑小,碳氟鍵鍵能極強(高達485KJ/mol),而且由于相鄰氟原子的相互排斥,使氟原子不在同一平面內,主鏈中C —C —C鍵角由112°變為107°,氟原子沿碳鏈作螺旋分布,故碳鏈四周被一系列性質穩定的氟原子所包圍。

由于氟原子是對稱分布,整個分子呈非極性;又因氟原子極化率低,碳氟化合物的介電常數和損耗因子均很小,所以其聚合物是高度絕緣的,在化學上突出的表現是高熱穩定性和化學惰性。表一闡述了氟碳鍵特征和含氟聚合物特性。

 

另外,通常太陽能中對有機物起破壞作用的是紫外光部分,即波長為700~200nm之間的光子,而全氟有機化合物的共價鍵能達544KJ / mol ,接近220nm光子所具有的能量。由于太陽光中能量大于220nm的光子所占比重極微,所以氟系涂料耐候性極好。

全氟碳鏈中,兩個氟原子的范德華半徑之和為0. 27nm?;旧蠈 —C —C 鍵包圍填充。這種幾乎無空隙的空間屏障使任何原子或基團都不能進入而破壞C —C 鍵。因此,其耐化學性極好。

3.2.1、PVF 分子式:-[CH2-CHF]-

學名:聚氟乙烯。

白色粉末狀,部分結晶性聚合物。

氟碳比(F/C):0.5/1。

含氟量:41.3%。

可燃性:慢燃到自熄。

密度1.39g/cm。

熔點190-200℃,分解溫度210℃以上,長期使用溫度-70-110℃。

軟化點約200℃。但在200℃下,15~20分鐘就開始熱分解,若在235℃經5分鐘則激烈分解而最后碳化。PVF是氟乙烯均聚物,分子量6萬~18萬,是氟塑料中含氟量最低、比重最小、價格也最便宜的一種。由于分解溫度接近于加工溫度,不宜用熱塑性成型方法加工,大多加工成薄膜和涂料。具有一般含氟樹脂的特性,并以獨特的耐候性著稱。根據加工條件及制品厚度,有不同透明度,能透過可見光和紫外線,強烈吸收紅外線。正常室外氣候條件下使用期可達25年以上,是一種低介電常數(8.5)、高介電損耗(0.016)的材料。收縮小而穩定。

它還有一個特點就是耐撓曲性能好,反復折疊不易開裂。聚氟乙烯薄膜可不受油脂、有機溶劑、堿類、酸類和鹽霧的侵蝕,電絕緣性能良好,還具有良好的低溫性能、耐磨件和氣體阻透性。聚氟乙烯涂料也具有良好的耐候件,對化學藥品只有良好的抗腐蝕性,但不耐濃鹽酸、濃硫酸、硝酸和氨水。

3.2.2、PVDF

分子式:[-CH2-CF2-]-

學名:聚偏二氟乙烯

Polyvinylidene fluoride簡稱PVDF

白色粉末狀結晶性聚合物。

氟碳比;1/1

含氟量:59%。

密度1.75-1.78g/cm3。

玻璃化溫度-39℃,脆化溫度-62℃,熔點170℃, 熱分解溫度316℃以上,長期使用溫度-40~150℃。

可用一般熱塑性塑料加工方法成型。其突出特點是機械強度高,耐輻照性好。具有良好的化學穩定性,在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕,發煙硫酸、強堿、酮、醚綿少數化學藥品能使其溶脹或部分溶解,二甲基乙酰胺和二甲基亞砜等強極性有機溶劑能使其溶解成膠體狀溶液。

3.2.3、THV

中文名稱為:四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)與偏氟乙烯(VDF)的共聚物。

氟碳比(F/C):1.8/1。

含氟量:72.7%。

阻燃等級:V-0(由低到高分別為:V-3,V-2,V-1,V-0)

THV為上述成分首字母縮寫,是美國泰良(Dyneon)公司在20世紀80年代開發出的性能優異的氟塑料,除具有氟塑料耐候性、不燃性、不粘性外,還可以象常見聚合物一樣容易加工,是一種極具發展前景的氟塑料。

 

THV具有極好的耐化學介質性能和電性能。是最柔軟的氟塑料,其電性能不適于作高速數據通訊網(即5類電纜)中的首選絕緣,但在那些要求柔軟性的地方,有其獨特的優勢。另外,THV還可用于那些要求與其他材料粘合的場合。由于THV具有優異的光學性能,所以還可以用于光纖包覆層。 THV的卓越性能體現在:可低溫加工,可與橡膠及塑料制品進行有效粘接,彈性佳且透光性好。出眾的綜合性能使其在復合軟管、管道、薄膜、薄片及器皿的加工制造中得到廣泛應用。 THV加工溫度低、加工溫度區間寬、加工溫度遠低于分解溫度,可以適應于擠出、共擠出、注射模塑和吹塑模塑、層壓薄膜、浸漬、涂覆和共混等多種加工方式,可生產出膜、管、容器、異型材料和模塑材料。THV氟塑料是目前商品化最柔軟氟塑料,利用其特性與其他塑料或彈性體制備多層次結構制品時,柔韌性優異。THV氟塑料耐化學性能優越,對許多腐蝕性化學品有極好的防滲透功能。THV氟塑料具有極好的光透明性和低折射率,可以允許從紫外線到紅外線所有頻率光的穿透,由于其低折射率和高柔韌性是塑料光導纖維包覆的理想材料。THV氟塑料自身容易粘接,也容易與其他材料粘接,無需表面處理就能與其他材料很好粘合。THV比其他氟塑料更容易用輻射交聯提高其高溫性能,THV 是典型的對電子束敏感材料,用一定輻射量,可以明顯提高材料拉伸強度。 THV樹脂具有良好的混合性能,可以與聚乙烯的通用技術混合,交聯劑很容易加入THV,同樣其他類型添加劑,如染料和有機顏料,也很容易加入THV中去。另外THV氟塑料還具有良好的溶解性能,通過加入化學試劑方法可以實現化學發泡等特性。

四、性能

作為組建保護材料,要求背板有各種優異性能,比如要有優異的絕緣性能,抗滲水性能,經受惡劣環境的耐候性以及自身優良的剝離強度等。

4.1、絕緣性

組件生產出來后,在實際使用過程中會遇見雷雨天氣,雷電擊在組件上會將組件擊穿,導致組件內部互聯條和匯流帶瞬間電流極為巨大,會造成電廠內大量組件被燒毀,造成巨大的經濟損失。因此組件在出廠前都要進行耐壓測試,作為重要輔料的背板,對絕緣性有很高的要求。

背板的絕緣性主要體現在PET和含氟材料上。PET有著優良的絕緣性能,但是因為在結構上處在兩層材料中間,所以背板的絕緣性能更多的體現在內外兩層材料上。

含氟材料有非常優異的絕緣性能,因為氟原子核對其核外電子及成鍵電子云的束縛作用較強,氟原子極化率低,分布比較對稱,整個分子是非極性的,碳氟化合物的介電常數和損耗因子均較小,所以其聚合物是高度絕緣的。

背板擊穿電壓強度一般要達到50KV/mm以上。

4.2、抗滲水性

上文已經闡述過, PET分子主鏈中含有大量的酯基,與水具有很好的親和性,容易產生水增塑,同時即使微量的水分也會導致分子主鏈的降解。所以背板的背面材料要有非常好的抗滲水性,以免滲進水蒸氣使PET分解老化,進而腐蝕EVA和電池片,影響組件使用年限。

背板抗滲水性的衡量參數是水蒸氣透過率,測試原理是在在一定的溫度下,


 

使試樣的兩側形成一特定的濕度差,水蒸氣透過試樣進入相對干燥的一側,通過測定透濕杯重量隨時間的變化量,從而求出試樣的水蒸氣透過率。
 

背板的水蒸氣透過率一般要求小于1.5g/m2.d。

4.3、耐候性

耐候性是指:材料如涂料、塑料、橡膠制品等,應用于室外經受氣候的考驗,如光照、冷熱、風雨、細菌等造成的綜合破壞,其耐受能力叫耐候性。

背板的含氟材料有優良的耐候性,因為由于C-F鍵的鍵能比C-H鍵的強,氟原子的電子云對C-C鍵的屏蔽作用較氫原子強,因而氟原子可以保護C-C鍵免受紫外線和化學物品的危害, 使得含氟聚合物具有優異的耐候性,耐久性和抗化學品性能。

4.3.1、耐高、低溫

如前所述,組件的工作環境非常惡劣,有的工作溫度非常高,如熱帶地區;有的非常低,如高海拔地區;有的晝夜溫差非常大,如沙漠地區。組件各原輔料對溫度都比較敏感,比如EVA,溫度高會變軟膨脹,甚至老化黃變;溫度高還會加速PET的分解老化。因此要求背板要有優良的耐高溫,耐低溫性能。

背板耐候性測試如表2所示:

實驗

條件(2000h)

溫度/濕度

85 °C ,85% RH

冷熱循環

85 °C to –40 °C

濕氣凍結

85 °C to –40 °C w/ RH

4.3.2、耐紫外線

紫外線對組件原輔料都有一定的破壞,尤其是高原地帶空氣稀薄,紫外線福照度很高。組件背板對耐紫外性也有較高的要求,氟材料完全可以滿足。

所謂的紫外光部分,即波長為700~200nm之間的光子,而全氟有機化合物的共價鍵能達544KJ / mol,接近220nm光子所具有的能量。由于太陽光中能量大于220nm的光子所占比重極微,所以含氟材料耐紫外性極好。

耐紫外線測試一般按照QUV(加速老化試驗箱)標準,人工紫外光照射1000小時,常用氙弧,碳弧,熒光及水銀等人工光源的老化測試箱進行試驗。

4.4、伸縮性

背板的伸縮性主要影響組件生產環節當中的層壓環節,伸縮性大的背板在層壓過程中會帶動EVA收縮,引起電池片移位甚至并片造成電池片碎裂。

伸縮性實驗方法為:將300×600mm大小的背板放在層壓機內壓三十分鐘,溫度設定為150℃,完成后測量尺寸,取差值比上原尺寸得收縮率。收縮率分縱向和橫向,一般縱向要大于橫向,但是要求都要小于1%。

4.5、剝離強度

剝離強度指要分離膠結的兩個面,單位面積上需要施加的最小壓強,單位為N/mm2 或Mpa /cm2。

剝離強度分兩種,一種是背板本身層與層之間的剝離強度,一種是背板與已

交連的EVA之間的剝離強度。剝離強度體現了背板的兩個重要性能,即自身層間粘結強度和與EVA的粘結強度。
 

一般來說,氟材料具有低的表面自由能,自由能常用來表示聚合物表面和其他物質發生相互作用能力的大小,一般有機物表面能的大小為 11~80 mJ/m2,而含有氟烷基側鏈的聚合物的自由能一般在 11~30 mJ/m2,低表面自由能的高分子含氟聚合物材料使其表面難以潤濕,具有憎水憎油的特性,防污染能力強。同時也注定了含氟材料難以與其他材料吸附粘結,因此,無論是層間粘合劑還是EVA,在與含氟材料粘結時需要經過特殊處理。比如,背板復合時所用的膠黏劑是經過特殊工藝制造的;又如,雙面含氟背板與EVA接觸的含氟面是經過特殊處理的,否則達不到要求的剝離強度或粘結強度。

4.5.1、層間剝離強度

層間剝離強度是指將背膜各層分離開所需的最小壓強。層間剝離強度只是針對復合工藝生產的背膜。復膠型背膜由于其內部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,所以有必要對背板層間剝離強度進行測試。一般要求層間剝離強度≥ 4N/cm2。

4.5.2、與EVA剝離強度

氟材料本身表面張力很低,23達因左右,基本和其他材料都不粘。所以對氟層的表面處理很重要,PVF確實處理的很好,表面張力大于70,目前表面處理有很多方法,一般是電暈或者離子表面處理,也有的在氟材料中直接處理,但是一個原則就是不能喪失氟材料本身特性。

與EVA剝離強度一般要求要低于20 N/cm2。

4.6、阻燃性

阻燃性是指物質具有的或材料經處理后具有的明顯推遲火焰蔓延的性質。

阻燃等級由HB,V-2,V-1向V-0逐級遞增: HB:UL94和CSA C22.2 No 0.17標準中最底的阻燃等級。要求對于3到13 毫米厚的樣品,燃燒速度小于40毫米每分鐘;小于3毫米厚的樣品,燃燒速度小于70毫米每分鐘;或者在100毫米的標志前熄滅。 V-2:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅??梢杂腥紵锏粝?。 V-1:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。 V-0:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在30秒內熄滅。不能有燃燒物掉下 。

一般而言,PVF的阻燃等級為V-1,PVDF和THV為V-0。PET需要添加阻燃劑方可以達到相應阻燃等級。

五、使用注意事項

背板在使用過程中,要注意一些細節,以免對組件的性能產生不好的影響,注意事項大體包括3個部分:

1、禁止不戴手套直接觸摸背板,尤其是與EVA接觸面。

因為手指上可能會有汗,汗液中的水分在層壓機內氣化后會引起組件內氣泡,汗液中的油脂等物質會影響背板與EVA的粘結度,造成EVA粘結度不夠甚至脫膠。

另外,背板在使用過程中一定要注意防塵,尤其是與EVA接觸面,灰塵會影響背板與EVA的粘結強度,造成氣泡,脫膠等狀況。
 

2、背板兩面不允許有劃痕。

如上所述,背板兩面含氟材料有優良的性能,起到重要的保護作用,如絕緣性,抗滲水性,耐候性,阻燃性等重要屬性。因此,如果含氟材料面出現劃痕,就會是背板有了突破口,使背板的保護功能大打折扣。

3、某些背板一定要分清正反面。

所謂的正反面是指:反面是與環境接觸面,正面是與EVA接觸面。有些雙面含氟背板的正面是經過特殊處理的,用以提高與EVA的粘結強度。經過特殊處理的面與未經特殊處理的那一面在顏色、手感、反光等方面略有不同,比較容易區分。

另外,所有TPE背板是必須分清正反面的,因為其正面復合一層EVA,所以比較光滑,對光的反射率較高,較易區分。

六、儲存

1、存放時不要打開產品原包裝,不要剝去外箱的塑料薄膜。

2、對于已經打開包裝的產品,不要將整卷放置于任何表面,這樣可能會損害背板,應該通過卷芯將整卷背板懸空固定。

3、背板產品必須盡量保持水平狀態,以避免卷材疊縮滑動或卷材兩頭的損壞

4、儲存溫度25℃作用,濕度低于60%,防曬、防雨、防潮、防塵。

5、裁剪后的背板堆放不超過100pcs,從打開包裝開始到組件進入層壓機的時間不超過24H。
 

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