光伏背板加速老化测试方法及相关国内外标准进展

背板作为晶硅光伏组件的重要组成部分,对组件的可靠性和耐久性起着关键作用。本研讨会介绍了目前背板相关的主要国内外标准进展概况,着重说明不同于以往、新的环境老化测试项目和方法,为组件和背板材料的选择、金融和保险业考量投资回报提供参考和依据。

主讲人: 胡红杰 杜邦氟材料 技术专家

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在此场研讨会,与会的听众朋友非常踊跃的提出了许多背板相关问题,以下也列出讨论度较高的问答,而更多研讨会提问答疑,请点击此处

问题

回答

如何看待未来背板产品的细分化趋势?基于杜邦™特能®PVF薄膜的背板有没有覆盖所有不同环境? 这中间的主要技术差异是体现在哪里?

细分化需要有标准和认证的支撑,而现有国际标准背板产品细分可以降低部分组件成本,同时也会加大库存和管理压力。基于杜邦™特能®PVF薄膜的背板在各类气候条件都经过了25年以上的户外实绩检验。当然对于部分温和气候条件下的应用,我们也推荐使用基于单面特能® PVF薄膜的背板以兼顾成本。

目前国内很多光伏巨头大量收购光伏电站,特别是在内蒙、宁夏许多气候干燥、高温、多风沙光照时间较长的地区,请问这些荒漠地区高温对光伏组件的损害有多大?经常较大的风沙对光伏组件和背板侵蚀程度怎样?是否会加速老化?光伏电站生命周期是25年,这些地区的光伏电站的生命周期能否坚持25年?投资风险如何?从金融角度考量折价率多少比较合适?

1.高温是光伏组件老化的重要因素之一。可以观察是否造成了背板发黄、起泡、热斑熔融开裂以及电池栅线和焊带等的腐蚀等问题。2.风沙会磨损背板耐候层的厚度,降低其保护背板PET层的能力,从而加速老化。尤其是一些涂覆类背板,涂覆层不耐磨,更易发生涂层快速减薄的问题。风沙对组件的影响最主要是降低透光率和发电量,需要经常清洗。3.从历史经验来看,很多荒漠地区的使用基于杜邦™特能®PVF薄膜背板的组件都使用了超过25年。选择使用经过长期实绩验证背板材料的组件可以最大限度地降低投资风险。

目前,光伏电站和组件质量异常时经常提到组件PID效应现象和蜗牛纹现象。很多组件厂和材料厂认为背板性能是重要影响因素之一,请问杜邦怎样看待这个现象?

PID更多和电池片相关,封装材料能够减缓衰减发生。蜗牛纹和电池片裂纹相关,封装材料成分可能加速栅线的腐蚀。背板材料的阻隔性能并不能起到解决上述两问题的作用。

背板性能影响因素中,胶水、氟膜以及PET,您觉得在长期耐老化过程中到底哪一个才是影响因素最大的?

背板主要提供绝缘和阻隔性能,但为了长期户外服役,自身还需具备耐候性,机械强度和粘接强度等性能。氟膜需要同时具备耐候性,机械强度和粘接强度,是背板中最关键的材料。

背板材料的耐候性能测试结果与实际应用情况有没有差值?中间差距有多大?

有差距,不同测试项目需分别讨论。耐候性测试不等同于户外实绩验证。

目前加速老化测试的方法,比如PCT,与传统的DH1000,2000,3000hrs相比,在测试机理和测试结果方面的关联度,杜邦的观点是怎样的?未来是否会有单层背板出现?杜邦如何看待市场上的KPf产品?

1. PCT方法只能作为失效模式分析的参考,不能作为判定依据。与DH湿热测试没有直接相关性。2. 市场上出现过单层背板,但是市场接受度不高。3. 内层f涂层层需达到一定的厚度才能阻隔紫外线,减少针孔。需要设计的改进和时间的检验。

光伏组件是新近高速发展的产品,可有现场的实验确认基于杜邦™特能®PVF薄膜的背板能胜任中国西北气候条件(风沙、温差大、即低温)下的25年质量保证?何以确认证明?

只能通过长期实绩来判定材料的适用性。基于杜邦™特能® PVF薄膜的TPT背板材料耐受各类气候条件25年以上,具有大量案例。在西部也有很多这类案例。

现在光伏组件用含氟背板,主要有几种类型?通常所说的增强型PET耐候性真的好吗(酯键稳定性),为什么叫增强型的PET?涂覆型背板的可靠性、耐候性是怎么样的?

1.目前含氟背板主要有PVF和PVDF两种氟膜类背板以及FEVE涂料类背板,其他氟材料市占率已很低。杜邦™特能® PVF薄膜是唯一经过25年以上实绩验证的背板材料;2.增强型PET为耐候改性的PET,因为普通的PET已被实践证实只有10年左右的使用寿命。耐候性测试已发现增强型PET的诸多缺陷,同时也需要经受时间的检验;3.涂覆型背板材料面市只有5年左右,已经出现户外开裂脱层和减薄现象。

我国光伏产业如何加速发展?

需要行业的共同努力,重要产品质量和信誉,重视度电成本的逐步降低,避免以牺牲质量为代价的降本和不良竞争。

以基于杜邦™特能® PVF薄膜的背板为例,杜邦含氟材料背板的回收问题是如何解决的?

光伏行业正处于发展采集与回收项目的早期阶段。超过使用年限的光伏组件尚未达到可观的数量以支持一项实证性、具经济价值的回收方案。这来自于光伏系统设计的年限为30年,而组件的使用寿命通常也设计在25-30年*。太阳能的普及率正快速成长,然而今日总体达服役年限(超过使用年限)的组件数量相对来说还很少。此外,在背板里的薄膜,相对于组件里更多其他材料必须考虑更有效地回收办法来说,仅占很小的一部份。并且,基于杜邦™特能® PVF薄膜的背板具有超过30年的户外实绩验证,只有杜邦™Tedlar® PVF薄膜能提供户外实绩验证、并维持长期性能表现。减少需要回收处理材料的最佳方式就是使用具有长期、持久性的材料,也就是说,最小化需要回收处理废弃物的数量。更多有关行业相关的回收项目,请浏览http://www.seia.org/policy/environment/pv-recycling.