国产PVDF薄膜产业化现状和发展趋势-王同心-solarbe文库

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王同心博士中天科技精密材料有限公司 2018年 11月 8日于西安国产 PVDF薄膜产业化现状和发展趋势目录一、 PVDF薄膜产业化介绍二、 PVDF薄膜如何选择三、 PVDF薄膜彩钢瓦应用四、报告总结光伏组件 PET 氟膜（ PVDF）PEVA 硅电池片光伏电站 Back Sheet 光伏背板绝缘、耐 UV 耐化学腐蚀热稳定性好耐紫外老化湿热老化 25年寿命聚偏氟乙烯（ PVDF）薄膜作为耐候层，用于光伏背板复合，保护背板耐紫外、盐雾老化，从而保护光伏组件使用寿命，最终保障光伏电站的寿命，是光伏行业基础原材料。一、 PVDF薄膜产业化介绍 ◆ high chemical corrosion resistance （高耐化学腐蚀） ◆ heat resistance（耐热） ◆ mechanical strength and toughness ◆ （机械强度高） ◆ high abrasion resistance（高耐磨） ◆ low permeability to most gases and liquids ◆ （低气液透过率） ◆ withstands exposure to harsh thermal and chemical conditions（可长期暴露下严苛热和化学环境下） ◆ unaffected by long-term exposure to ultraviolet radiation（可耐长期紫外辐照） 1、 PVDF薄膜的化学特性 2、 PVDF薄膜的成分 PVDF 65-70 TiO2 10-15 Additive 20 氟含量＞ 40 钛白粉隔紫外加工助剂 PMMA ＜ 5 光谱波长范围 nm 光强 W/m2 AM1.5G 280-2500 1000 UV 280-400 46.1 UVB 280-320 1.52 UVA 320-400 44.6 3、 PVDF薄膜加工工艺 PVDF熔点 170℃ 分解点 350℃ 4、国外氟膜工艺性能对比 PVF薄膜缺陷厚薄度差（＞ ±10），水透大 45微米 PVF＞ 70g， 20微米 PVDF＜ 50g、技术难度大，成本高（是 PVDF的 3-4倍）、表面杂质多（表面掉粉）、粘结力差（熔点 190℃ ，分界点 210℃ ，需要在 210℃ 左右热处理，微分解，产生 HF），疏松（见右上角电镜图图）、多针孔。 PVF薄膜表面存在大量针孔，如例 1所示深度 38微米，直径 50微米。 5、 PVDF薄膜产业链 PVDF树脂 CaF2 VDF单体萤石矿 PVDF/TIO2/添加剂 PVDF薄膜东岳、阿克玛、苏威中国产量 3MT/5.5MT 国外 Arkema、 SKC 国产 ZTT 中国是世界上萤石矿最丰富的国家，约占全球储量的 60。已探明储量的矿区有 230处，分布于全国 25个省（区）。以湖南萤石最多，占全国总储量 38.9；内蒙古、浙江次之，分别占 16.7和 16.6。我国主要萤石矿区有浙江武义，湖南柿竹园、河北江安、江西德安、内蒙古苏莫查干敖包、贵州大厂等。单体一般聚合物特殊聚合物 ODS替代物精细化学品三爱富 2 8 12 7 9 晨光 12 6 6 ─ 2 巨化 3 5 2 5 8 东岳 7 22 34 12 18 梅兰 ─ 3 ─ 2 1 鹰鹏 ─ ─ ─ 1 ─ 浙化院 ─ ─ 3 22 9 三环 1 ─ 1 ─ 1 中化 ─ ─ ─ 1 3 近代 ─ ─ ─ 23 2 合计 21 44 54 75 58 中国主要氟化工企业代表 Page 11 造粒车间照片吹膜车间照片检查车间照片中天年产 2亿平米 PVDF薄膜（配套 35GW组件）生产车间 PVDF薄膜生产车间全景照片 25年紫外辐照采用干紫外极限和序列老化两种实验方式，充分验证中天氟膜的高可靠性。 UV-辐照系统的指标 ➢ 光谱分布 UVB/UVAUVB 3％ -10 ➢ 光照强度 1000- 1200W/m2 ➢ 灯管金属卤素灯 ➢ 温度范围 60± 5℃ UV1600kwh 金相 500倍紫外极限实验 K面为中天氟膜干紫外 1800KWh ✓ 无开裂 ✓ 无发黄 ✓ 无粉化序列老化实验 DH1000hUV90KWhTC100UV90KWhTC100 序列老化后 ✓ 无开裂 ✓ 无发黄 ✓ 无粉化金相 100倍金相 100倍 6、 PVDF薄膜性能测试氟膜背板户外实证为充分验证中天氟膜的户外耐受性，选取实证地点为江苏南通经济开发区，江苏南通，纬度 32° 01′，平均日太阳辐照量约为 13.378 MJ/m2，太阳年平均辐照强度 1356KWh/m2，氟膜直面阳光。 2018.11.2表观金相 500倍 ✓ 无开裂 ✓ 无发黄 ✓ 无粉化 2016.11.2-2018.11.2 相当于光伏背板复合面 13年户外实证 CPVT组件户外增益检测组件为国家光伏质检中心银川户外光伏实证基地已安装运行的多晶硅光伏组件。运行开始时间为 2016年 9月，其中 24件组件采用规格型号为 ZTT- KPK（ JMF）的背板制成， 16组件采用规格型号为 ZTT-KPKSKC背板制成。每 8块同型组件串联，安装角度 40°正南。银川户外实证基地实测太阳光谱图（上午 10时太阳高度 48.1°，方位角 -80.1°，直射）检测日期 2018.9.7-2018.9.11 ✓中天氟膜是光伏组件增益的最佳选择。 ①中天 PVDF薄膜做成的 KPK30背板，通过莱茵序列 B测试（新标准，氙灯 90kwh/m2，黑板 90℃ ），荣获“背板优胜奖”。 ②同时获奖的企业还有隆基。 TUV莱茵质胜中国权威检验（ ZTT-KPK30） CQC氟膜领跑者 SNEC十大亮点颁奖二、 PVDF薄膜如何选择氟含量管控氟含量 ≥37wt 氟含量为 PVDF树脂中 F元素的含量，可以直观的反应氟膜中 PVDF树脂的用量；文献研究表明，氟元素含量与耐候性正相关。 yao 文献引用 F.Z. Benabid, F. Zouai. Study of PVDF/PMMA blend resistance to artificial aging and neutral spray[J]. Journal of New Technology and Materials, 2016, 6131-33. PVDF树脂含量与氟含量换算公式坚守品质随着光伏 “531 新政 ” 的实施，光伏平价上网提前到来，氟膜价格的持续走低，氟膜厂家面临降本与品质坚持的两难抉择，而部分氟膜厂家在则使用大量的 PVDF回料进行光伏氟膜生产，存在较大风险。坚守品质炮制虽繁必不敢省人工品味虽贵必不敢减物力。二、 PVDF薄膜如何选择企业质量保证二、 PVDF薄膜如何选择企业质量保证中天科技自 1992年起就为三大通信运营商、各大电网公司提供光纤、光缆、电缆产品， 25年来以可靠的产品质量从一个小公司发展成为如今的中国 500强（ 350位， 465亿销售额），而今，中天科技将通过高品质的 PVDF薄膜与功能性背板为光伏电站 25年寿命，为光伏发电平价上网提供质量保障，贡献中天力量。某国外企业背板开裂中天科技精密材料有限公司（中天龙头）注册于2000年，注册资金 11.8亿元，年销售额 20亿元。 “ 企业寿命长于产品寿命是对企业最好的质保 ” 二、 PVDF薄膜如何选择国内组件企业的首选东方日升联合赛伍、中来、乐凯、中天、圣帕五家背板企业与中天氟膜签约，作为组件保护的选择。 Page 21 二、 PVDF薄膜如何选择国内组件企业的首选水泥屋顶彩钢瓦屋顶琉璃瓦屋顶目前工业分布式以彩钢瓦屋顶居多工业分布式屋顶类型三、 PVDF薄膜彩钢瓦应用新彩钢瓦 3-5年后彩钢瓦 10年后彩钢瓦 3-5年后彩钢瓦 1、腐蚀、漏水 2、更换彩钢瓦 3、费事费钱费力冷轧钢板 300μm）冷轧钢板 300μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 冷轧钢板 300μm 油漆 20-30μm 油漆 20-30μm 镀锌层锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。在潮湿的空气中，锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。油漆层主要类型有聚酯漆（漆层厚度 10μm）、硅改漆漆层厚度 15μm、氟碳漆漆层厚度 20μm。油漆防腐结构示意图冷轧钢板 300μm）冷轧钢板 300μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 镀锌层 20μm 冷轧钢板 300μm PVDF复合膜 70-80μm PVDF复合膜 70-80μm 油漆类型耐 UV 耐酸、碱、盐雾阻水使用寿命聚酯差差一般 3-5年硅改一般差一般 5-10年氟碳好好差 10-15年 PVDF复合膜好好好 25-30年氟膜防腐结构示意图 ➢ 进口耐候胶层保证产品使用年限内不起泡、不脱层 ➢ 特有的高分子胶膜确保复合膜与镀锌基板的粘合牢度 PVDF复合膜结构示意图紫外测试 1800kwh后彩钢板样板黄变 ∆b0.6，未出现脱胶、爆膜。  在湿热沿海地区组件正面年平均辐照总量总量为 72.09kwh/m2， 1800kwh的总辐照量相当于 25年户外使用的实际紫外辐照量。紫外老化测试前紫外老化测试 1800kwh后耐 UV老化 25年 DH测试前 DH测试 2000h后 DH测试 3000h后样板未出现鼓泡现象，黄变 ∆b1.0。耐湿热老化 3000h以上 98浓硫酸滴附 4d未黄变 98浓硫酸滴附 5min 饱和氢氧化钠滴附 1h 饱和氢氧化钠浸泡 6h 优异耐酸碱性历久弥新 -自洁功能 PVDF薄膜结构致密，疏水憎油，生物质不易附着，不滋生霉菌，其上的污物雨水一冲即走。