从光伏背板技术发展路线谈氟碳涂料技术发展(Ⅱ)

http://www.pf.hc360.com2016年07月06日08:17 来源:涂料工业T|T

    慧聪表面处理网讯:从光伏背板技术发展路线谈氟碳涂料技术发展(Ⅰ)

    2、背板材料结构发展趋势

    2.1高分子柔性背板

    高分子柔性背板特指一类以高分子材料为主体经过多层复合、涂覆、共挤等工艺成卷制成的背板,第1代高分子柔性背板以TPT、KPK、TPE(一面干式复合PVF材料,另一面复合PE等烯烃类或改性的热塑性)、KPE(一面干式复合PVDF,另一面复合PE等烯烃类或改性的热塑性材料)含氟复合型背板为代表;因PE等烯烃类或改性的热塑性材料仅是从粘结性、低成本考量的短期环境应用材料,故目前主流过渡到一面涂覆一面复合、双面涂覆的双面含氟背板,代表结构类型有XFB和FFC,即往第2代背板方向发展,XFB结构背板所用氟膜主要为PVF和PVDF膜,PVDF膜随着国内制膜技术的发展,未来2~3年有大规模取代进口的趋势;PET结构背板因其经济性,逐步从一代技术的多层复合PET过渡为AB(A和B2种或以上改性PET类材料共挤、共混等工艺)结构共挤PET技术,消除了复合PET的2个刚性界面粘结容易失效的短板,提升了PET结构背板的耐湿热+UV循环的综合性能,可以在温和环境的分布式电站中应用,同时降低了成本。当前高分子柔性背板的四大主流结构XFB、FFC、XPE、PET的技术路线如图4所示。

氟碳涂料

图4当前高分子柔性背板技术发展路线

氟碳涂料

图5含氟聚合物分子结构中氟原子排布示意图

    背板的内层材料及工艺方式都有向氟碳涂料涂层膜方向发展的趋势。CPC结构的FFC(双面四氟型涂层材料)氟碳涂层背板近8年持续稳定供电约15GW,大量户外实际电站运行验证,电站运行正常,背板材料与初始比较几乎没有变化,克服了传统复合型背板易产生层间粘结失效、黄变失效和粉化的问题,积累了大量的应用数据。XFB结构背板的X(代表氟膜),当前主要以进口为主,对比进口产品与国产氟膜产品,主要的区别在于两方面:一是进口氟膜生产商的生产设备先进、工艺配方成熟、原料控制手段完善;二是进口氟膜均有较长的生产历史,户外应用经历和案例多。国产氟膜生产商如何克服当前的技术和装备问题并且稳定持续是氟膜国产化进程中最大的难题。长期的户外实践经验证明:若背板内、外层均为含氟型材料,则该类型背板具有更好的耐候性。背板材料耐候性优劣的主要区别还在于材料自身分子结构中是否含有C—F键(如图5所示),氟原子的电负性是所有元素中最强的,C—F键的键长短,键能大(485.6kJ/mol),能抵抗太阳光中波长为220~380nm的紫外光光子能量对其分子键的破坏,而小于220nm波长的紫外线光子本身在太阳光中含量较少,这些短波紫外线在照向地球过程中已基本完全被地球外围臭氧层所吸收,能达到地球表面的太阳光几乎对含氟聚合物没有分解影响。同时从图5可以进一步看出,含氟聚合物分子结构中氟原子呈螺旋形紧密排列,氟原子很好地保护了内层非氟分子及其间相互作用键,从而使含氟材料具有优异的耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学稳定性等,这些是非氟材料不具有的优势,因而含氟型背板仍是现阶段及今后很长一段时间应用的主流。涂层技术在太阳能背板材料中的应用发展,突破了传统复合工艺的限制,让背板差异化和功能化的设想得以轻松实现,打开了背板以涂覆技术和材料功能选型决定来区分其功能结构的窗口,同时也打开了氟碳涂料在太阳能电站在其他材料防护领域应用(如支架、接线盒、控制设施)的窗口。

责任编辑:郑必佳

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