低碳易循环耐候涂层背板的应用-solarbe文库

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低碳易循环耐候涂层背板的应用报告人杨小旭太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module福斯特光伏背板简介研发总部浙江杭州，苏州基地背板 /隔离条现有产能 1.5亿平米， 2022年 4季度新增嘉兴基地， 2023年背板总产能超 50GW ；苏州基地背板产品始于2008年，以氟材料涂布应用技术为核心； 2014年入选“ 工信部光伏制造行业规范（材料类）条件（第一批）背板类”；2016年入选 CQC“光伏组件封装用背板领跑者”，通过 PCCC/CBC认证； 2021年，背板销售约 7000万㎡，市占率约 14；至今，福斯特氟涂层背板累计出货超亿平米，电站客户端质量零投诉。苏州背板生产基地近年背板年销量青山湖研发/测试中心CNAS/ISO/IEC17025开放实验室太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module对背板涂层材料的功能设计 ü 背板热收缩率＜ 0.5 ，无内应力，长期可靠性高；ü 涂层经近 200 ℃ 高温固化，其耐热斑、抗高温形变性能更佳。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module CPC背板过程生命周期（碳足迹）评价背板的生产工艺流程图 *备注以 200平方米背板的生产为功能单位； GWP为等效二氧化碳当量值Ø 生产制造在光伏背板的生命周期中，绝缘层占比最高为 88.92 ，其次是生产用电占比为 7.33 ，CPC 背板生产方面已践行了绿色制造理念。Ø 循环回收 CPC结构中PET 基材比重占背板的90 ，材料成本约占60 ，PET基材的循环回收可进一步降低背板的碳排放量。背板循环回收利用授权发明专利太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module1.CPC氟涂层背板超十年的电站实证太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module电站名称甘肃省永昌县水源镇河清滩（ 200MWp）项目地位置甘肃省金昌市永昌县；地理坐标东经 102.3°，北纬 38.5°；平均海拔 1475米；气候大陆性温带干旱气候，年平均气温9.2℃，年平均降水量 120mm；特点干旱，气候温凉，昼夜温差大。年平均水平面总辐照量 1737kWh/m² ，年平均日照时数 3000-3200小时；风速 3.6m/s 电站名称青海共和某光伏（ 100MWp）项目地位置青海省海南州共和县恰卜恰镇塔拉滩；地理坐标东经 100.45°，北纬 36.1°；海拔 2998 米；气候年平均水平面总辐照量 1797kWh/m²，年平均日照时数 2907.8小时；风速 2.64m/s 特点高原大陆性气候，年平均气温 4.1℃，年平均降水量 250-450mm；气候温凉，日照充足，昼夜温差大。 255W-156-60P多晶3BB整片组件取样-2021年6月 CPC背板西部地面电站实证太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module CPC背板的各层厚度（左图为留样；右图为电站背板取样）青海电站十年组件 CPC背板空气面涂层并无减薄 F-氟涂层脂三维网状与无机粒子互穿镶嵌示意图 F涂层膜的耐砂磨性源于其致密的内部交联结构，形成长程无序、短程有序的特殊分子链结构。 *与运维人员沟通青海、甘肃风速常年在 2-4m/s，电站地面均有浅草植被，基本无沙尘暴天气。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module青海电站背板样品性能测试 ü 组件外观不存在涂层脱落、开裂、鼓包等不良，微观上涂层也无粉化现象；ü 背板内外层均无黄变，表面光泽度保持率高，耐紫外性能优异。背板颜色值留样点1 点2 点3 点4 点5 点6 空气面 L 97.66 97.32 97.37 97.28 97.26 97.35 97.85a -1.01 -1.11 -1.12 -1.09 -1.10 -1.10 -1.16b 1.83 1.92 1.92 1.87 2.11 1.94 2.14YI 1.91 2.08 2.07 2.00 2.45 2.13 2.53光泽度 29.8 29.4 28.9 30.1 31.6 30.5 28.9EVA面 L 97.67 97.57 97.65 97.51 97.58 97.53 97.73a -1.01 -1.03 -1.03 -1.02 -1.02 -1.02 -1.04b 2.11 2.17 2.15 2.20 2.17 2.19 2.21YI 2.48 2.59 2.55 2.65 2.60 2.63 2.75 背板空气面左图和 EVA面右图微观太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module1.51.61.71.81.92 原始样品 UV-180kWh 电站背板取样水汽透过率 g/m2.d 0306090120 TD MD断裂伸长率 / 原始样品UV-180kWh电站背板取样与实验室老化背板的性能对比*青海年平均总辐照量约 1800kWh/m²， 10 年户外组件背板面承受的紫外光辐照量约 180 kWh/m² CPC结构背板在户外使用十年，其各项性能仍具有良好保持ü 1、背板能耐住强紫外的破坏，涂层厚度基本无减薄现象，仍有初始一样的保护性能；ü 2、空气面涂层附着力保持 100，背板整体水汽透过率能保持在低于 2g/m2.d；ü 3、 CPC背板的机械性能保持 90以上拉伸强度大于100Mpa，延伸率大于 80。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module2.无氟绿色耐候涂层 CPC背板太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module01 无氟涂层配方由苏州工厂自主开发并在厂内生产，采用精密涂布高温固化增强了涂层表层的致密性，相比于含氟背板更环保02 树脂、助剂、无机原料全面国产化，产品性价比高，不依赖进口，无供应风险。03 涂层采用不含氟的耐候性树脂，价格低廉同时保证涂层的性能优异。无氟涂层背板的优势太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module Ø 无氟涂层与透明 806ps胶膜、白色 806w胶膜的初始及老化后的剥离强度均可满足标准要求。Ø 无氟涂层与含氟涂层的耐水解性能及粘结性能基本一致。无氟内涂层性能涂层与透明、白色 EVA剥离强度 Ø 涂层交联致密性好，成膜时钛白粉的分散更均匀，10微米即可完全阻隔 UVA及 UVB的侵害；无氟外涂层紫外阻隔性空气面不同涂层厚度对紫外光的阻隔性太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module无氟CPC DH/UV单项老化测试 Ø 无氟 CPC与含氟产品结构一致，中间 PET材料一致， DH测试中背板机械性能表现一致。Ø 无氟涂层与含氟涂层耐紫外抗 UV黄变性能均优异，能对背板整体能形成有效保护。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module湿紫外老化UVDH 测试条件 UV60kWh/m2DH510h类型外层内层外观光泽度 L,a,b 黄变值Δb 外观 L,a,b 黄变值ΔbPPC 初始掉粉，手指擦出白色 91 95.73/-1.15/2.03 3.8 无异常 95.3/-1.56/3.49 0.8老化后 84.3 94.95/-1.55/5.88 95.07/-1.32/4.32CPC无氟初始无异常 9.6 95.32/-1.16/2.13 1.0 无异常 95.33/-1.37/2.48 0.5老化后 8.9 94.64/-1.28/3.45 94.99/-1.16/2.52BEC- 301D 初始无异常 4.6 95.54/-1.31/2.27 0.4 无异常 95.42/-1.57/3.08 0.7老化后 4.5 95.06/-1.17/2.68 95.1/-1.38/3.77某网报道PET型背板黄变Ø 同步老化中，耐候 PET表层有树脂降解和黄变现象，主要是 PET材料中有对苯环基团，无氟和含氟耐候涂层未见黄变。Ø 户外实际老化有报道地面电站中 PET作为耐候层的黄变现象，但未明显影响发电功率。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module外涂层与硅胶的粘结力长期湿热下的保持对比样异常现象以耐候 PET为背板外表面，高温高湿下（ PCT或 DH）电晕处理衰减很快，与硅胶不易保持长期的粘接。太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module 聚烯烃背板 PCT121 ℃ 老化后的表观 Ø 在单项的超高低温的循环老化中， BOPET基材耐高低温优异，机械性能无较大影响；而聚烯烃背板在超低温下柔韧性衰减较大；Ø 聚烯烃背板层压件在加严 TC200-40 ℃ -120 ℃ 的测试下，背板整体有出现不规则穿透开裂现象，需要引起关注；以 PET为主体基材 PET厚度＞ 250μm 的背板未发现。耐低温性 -40 度拉伸耐高温性 180 ℃ 烘烤太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module3.无氟绿色耐候 PC背板太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV moduleSample1耐候PET原材料情况PCT、UV、UVDHSample3 Sample4Sample2 Sample1 Sample4Sample3 Sample2 UV老化 -△ b UVDH老化 -b值太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV module -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-1012 34567 8910 YI Damp-Heat Damp-Heat Aging Time h BEC-301 BEC-301P 0 50 100 150 200 250 300-10123 45678 910 BEC-301 BEC-301P YI Total Irradiation kwh/m2 QUV 耐候PC无氟背板测试AB层共挤PET 0 30 60 90012 3456 78910 BEC-301 BEC-301P YI Accumlated Exposure Doze kwh/m2 UVDH 太阳能组件封装材料系列 Encapsulant film for PV moduleü 户外实证应用CPC含氟背板性能表现优异，在大西北区域十年的组件应用中无质量问题；CPC背板中PET原材料的碳排放比例最大，可通过循环回收进一步降低碳排放；ü在相同的背板结构下，无氟CPC不仅更加绿色环保可回收，其综合老化测试性能也相当优异，性价比高；PC/PPC背板表层为PET，耐黄变性需要重点关注；ü在解决“光污染”及组件美观问题上，高反射黑色内涂层可以兼顾功率封装损失、外观等。总结