光伏背板内层材料分析及高性能背板耐候层研究-张宪哲-solarbe文库

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回天新材料有限公司技术中心 /张宪哲回天新材光伏自主力量创新者质胜光伏自主力量 Higher Stability， Your Best choice 背板内层材料失效分析及高性能内层材料耐候性研究 cont ent s 目录 1 客户需求分析 2 内层材料失效分析回天 H膜性能介绍3 4 公司简介组件技术发展与内层材料需求高效电池工作电流 ↑ ，组件工作温度 ↑ ，背板热老化加剧。要求封装材料长久耐热性高耐热高耐候高绝缘大尺寸组件组件热斑温度可达到 170℃ ，传统背板可能存在脱层风险要求材料高熔点、高粘接 1500V系统要求材料具有高表面电阻、体积电阻。要求高绝缘性、高 CTI 等级；分布式系统通常建设在南方地区，湿度高、紫外低。关心材料绝缘安全性（聚烯烃膜优势）高紫外地区西部沙漠，高原地区。气候特点为高紫外、高冷热冲击。主要担心背板材料开裂粉化。客户需求分析1 0 100 200 300 400 BS 1 BS 2 BS 3 传统背板层压前后绝缘层厚度（ DTI）变化 1）传统的 E层不计入绝缘层； 2）明确背板及绝缘层材料 TI测试方法； 3）紫外测试温度及测试剂量加严。  规定 1500V背板 DTI＞ 300μm， 1000V背板 DTI＞ 150μm。 I E C 新标对背板技术的影响客户需求分析1 cont ent s 目录 1 客户需求分析 2 背板内层材料失效分析回天 H膜性能介绍3 4 公司简介背板内层材料发展历程耐 UV 粘接耐热绝缘阻水反射聚烯烃类涂料 PVF PVDF PV DF EC TF E FEV E THV . PV F PE VA PE PO 光伏背板内层材料的发展  光伏背板空气层 PVF、 PVDF为主；  内层材料失效比较常见内层材料失效分析2 内层失效三大环境因素  热老化失效随着光伏组件性能提升，要求背板各层材料具有长期抗热氧老化性能（高 TI值）。组件热斑温度提高，要求背板具有抗热斑性能，耐短期高温冲击。老化黄变热斑鼓泡粉化开裂老化样品 EDS分析热空气老化导致 EVA紫外阻隔性能下降内层材料失效分析2 开裂黄变  紫外老化传统内层材料耐紫外性能不足，多数在紫外 120kwh/m2即出现黄变或者开裂，测试标准 IEC 61215；普通聚烯烃背板难以通过 UVDH60kwh/m2紫外测试 ; 光伏背板在户外使用过程中，受高温、紫外、水汽、冷热冲击共同作用，环境老化远较实验室严格。紫外辐照 EVA紫外阻隔性能降低显微分析粉化脱落内层材料失效分析2 A）背板层间脱层 ; B）层压脱层； C）热斑脱层； D 背板 /EVA粘接力与温度对应图； A B C D 粘接失效热、水汽、应力是导致组件粘接失效的三大因素，随着组件尺寸、功率增加，失效风险增加。内层材料失效分析2 客户需求方案 1 改性 PVDF膜 PET增厚高功能涂层高性能聚烯烃膜耐 UV 粘接耐热绝缘阻水反射各类材料性能对比聚烯烃类涂料 PVF PVDF 方案 2 方案 3 成本高难以实现高绝缘等要求材料改性实现高性能，成本适中  自主研发高性能 H膜材料，助力光伏提质增效。回天解决方案2 cont ent s 目录 1 客户需求分析 2 内层材料失效分析 H膜耐候性能研究3 4 公司简介高绝缘高耐热高耐紫外五大特点熔点＞ 160℃ ， 150℃ 层压 H膜不刺穿， CTI＞ 600V ＞ 300kwh/m2（干紫外）；＞ 120 kwh/m2 UVDH测试（ DH时间 750h） BS/EVA ＞ 100N/cm，耐 DH、 PCT、 UVDH后低衰减。 TI＞ 94.75℃ ，行业内首家，在高温下长期使用； 150℃ 老化低黄变，抗热斑＞ 170℃ ； H膜水汽透过率为同厚度 PET3550； H膜性能特点3  H膜采用高熔点聚烯烃合金材料，熔点在 160℃ 以上，高温下不融熔，具有较高粘接强度。 PE膜H膜 H膜性能特点3 高耐热  H膜耐热性能优于其他类型材料 145℃ 热空气老化各材料黄变 C-1、 C-2 光伏涂料； X 常规聚烯烃膜 PA 某挤出型背板，空气侧； PE（ S6） C 1 S 1 PA S 2 £ © X S 3 H S 4 C 2 S 5 PE S 6 0 3 6 9 12 15 18 △ 0h 24h 48h 72h 96h 120h 144h H H H H 0 h 48 h 96h 120 h H 膜低黄变 H膜性能特点3 高耐热 H膜 TI测试证书 H膜 TI实测数据（ TUV）  TI 94.75℃ 行业内第一款 TI值 90℃ 以上光伏聚烯烃薄膜  更高耐热，更久防护 H膜性能特点3 高耐热  H膜具有高热变形温度， KPH在层压过程几乎不发生形变。  1500VKPH背板 DTI 330微米图片为 TUV南德 DTI测试结果） H膜性能特点3 高绝缘 H膜通过 CTI 600V认证测试材料熔点 CTI等级 H 膜＞ 160℃ 600V PE 120℃ 600V PVDF ＞ 160℃ ≤400V PET ＞ 250℃ 250V Coating / ≤400V  KPH应用于现在 1500V光伏组件中，无需更改组件结构；  各类材料 CTI等级；  聚烯烃材料非极性化学结构保障了材料高 CTI等级。 H膜性能特点3 高绝缘高耐紫外性能（紫外加湿）测试样品背板 EVA面样品温度 85℃ 样品湿度 85RH 紫外光强 170w/m2 测试时间 750h 0 30 60 90 120 150 0. 0 0. 2 0. 4 0. 6 △b U V i rra di a ti o n / kw h* m -2 60kwh*m-2  KPH 可耐 120kwh/m2紫外加湿辐照 ,可应用于紫外线辐照最严苛的区域。 0kwh*m-2 120kwh*m-2 UVDH90kwh/m2caoaitng脱落 UVDH 30kwh/m2 PE EVA面开裂 H膜性能特点3 高耐候  H膜采用聚烯烃合金，疏水性能优于同厚度 PET。可对 PET提供更有效的保护。 H PE P O - 2 P E V A P V D F P E T P E T 1 2 4 8 16 32 64 g /m -2 * d ay 250μm 190μm 低水汽透过可减少因水汽进入而导致组件背板 /EVA脱层风险，同时可以降低水汽对焊带、 EVA、电池片的腐蚀，并且可以降低组件蜗牛纹的扩展 . KPH背板认证报告背板型号背板厚度类型水汽透过率（红外法 38℃ ， 90RH） HTPV348S 241μm 1000V 1.74 HTPV358S 350μm 1500V 1.26 H膜性能特点3 高阻水高粘接 H系列背板 DH老化后后粘接低衰减 P V D F PE c o a t i n g - 1 H 0 20 40 60 80 100 120 140 N /cm 0 1000h 2000h 20 40 60 80 100 120 140 1 10 100 N /cm T em pret ure / o C C oa ti ng - 1 K P K K P E K P H c oa ti ng - 2 不同类型背板高温下粘接力  H膜与 EVA粘接强度高，湿热老化低衰减；  H膜与 EVA高温粘接力好，有效避免了层压件高温脱层鼓泡的发生； H膜性能特点3 H film PET Adhesive PVDF Higher thermal stability ； Higher UV resistance； Higher reliability 标称厚度 350 um H film 60μm PET 250μm PVDF 20μm 1500V背板 H film PET Adhesive PVDF 1000V背板标称厚度 241 um H film 60μm PET 150μm PVDF 15μm KPH背板结构3 1500V系统高电压更高绝缘高效组件高工作电流高热效应热带高湿地区高湿度高粘接分布式光伏人员接触高绝缘沙漠地区高紫外冷热冲击 KPH适用环境 KPH优良的耐热、抗 UV、高绝缘等性能使之适应多种环境气候 KPH背板适用环境3 cont ent s 目录 1 客户需求分析 2 内层材料失效分析 H膜耐候性能研究3 4 公司简介 40年千锤百炼铸就中国胶粘剂第一品牌常州回天高性能背板研发、制造基地 2010年常州光伏背板研发、生产基地施工建设； 2011年建成三条全自动产线，年产能 3000万方； 2015年高精度多层吹膜 /流涎氟膜生产线投产 ,产能 6000万 ; 2017年高性能 KPH背板研发成功 2018年背板二期投产建设， 2019年年产能＞ 6000万方。  拥有包含 DSC、 TG、 GPC、红外、 DMA、液相色谱等先进仪器设备数十台，可完成背板材料分析，性能测试、失效机理研究等工作。先进研发平台行业领先的老化 /分析实验基地  小型试验造粒机、三层 /单层共挤流涎实验线、单 /双吹膜实验线；  小型自动涂胶机、实验覆膜机等涂布复合机台先进研发平台行业领先的膜材料开发、复合实验平台高精度氟膜生产线高精度背板生产线精密生产工艺  全进口高精度自动检测（ PVDF背板）人工双面全检的双重作业确保产品外观的可靠性。 PVDF自动检测装置背板自动检测装置人工双面全检装置严格品质管控 Thank you 自主力量，质胜光伏 Higher Stability， Your Best choice