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                                  【干货】光伏背板最强保护材料之比较探讨

                                   2020-08-02    112  

                                  摘要

                                  通过落沙试验、PCT老化测试结果表明:(1)S膜的耐磨性优于PVF;(2)S膜经过PCT300H老化后,TD向和MD向断裂伸长率分别为:371.2%、254.2%优于PVF的87.9%、135.1%;(3)水蒸气透过率S膜初始值仅为18.1g/㎡.24h,经过PCT300H老化后仅上升了3.2 g/㎡.24h,优于PVF膜

                                  关键字:S膜,PVF,落沙,PCT

                                  1 前言

                                  2015年全球新增光伏装机量达59GW,据Apricum的报告显示,至2020年全球年装机量可达92GW。随着年装机量的不断增长,光伏电站的质量问题频现,涉及光伏背板的问题如:开裂、破损、分层、变色。

                                  氟膜以其优异的耐紫外、耐湿热、耐化学溶剂、耐磨性等性能并具有良好的绝缘阻燃性,成为光伏背板最可靠的外层的保护材料。

                                  目前PVDF膜的加工工艺为吹膜、流延二种,其中由于吹膜工艺在制备过程中将膜进行了双向拉伸取向,MD向和TD向的力学性能均衡稳定。而流延工艺只有MD向进行了拉伸取向,TD向并未拉伸取向,所以流延法制备的PVDF膜TD向的力学性能差,容易断裂。PVF膜采用“糊式加工法”加工难度高、成本高并且上游原材料被垄断,几乎无降价的空间。

                                  作为光伏背板界耐候性最好的两种材料PVDF、PVF,到底哪一种材料更强,能更好的保护光伏组件,延长电站的使用寿命,保证业主的收益,本文通过PCT老化并测试用单层吹膜工艺制备的PVDF膜、PVF膜的耐磨性、水蒸气透过率和断裂伸长率3个性能来考察、比较两种材料的强弱。

                                  2.实验部分

                                  2.1实验材料

                                  杭州福膜吹膜法制备的PVDF膜(30μm,单层结构),以下简称S膜

                                  进口PVF膜(38μm,单层结构),以下简称PVF

                                  标准沙(粒径0.25~0.65mm)

                                  2.2 主要仪器及设备

                                  落沙耐磨试验仪: 上海魅宇QML

                                  高压加速老化试验机:正航PCT试验箱PCT-550

                                  QUV紫外线老化箱: Q-LAB公司

                                  水蒸气透过率测试仪:permatran-w

                                  2.3 性能测试

                                  因本文试验中所用的测试方法为光伏行业通用方法,不再赘述,相关可参考标准GB/T 31034-2014。

                                  3.测试结果

                                  3.1 耐磨性能的比较

                                  图1 S膜和PVF的耐磨性能比较

                                  由图1可知,在初始状态下,S膜的耗沙量367L大于PVF的350L。PCT96H后,S膜略低于PVF。但经过QUV200KWH老化实验后S膜:317L,PVF:291L,耐磨性远好于PVF。

                                  薄膜的磨损的发生主要有三个步骤:

                                  A、 与沙子接触接触的高分子材料发生形变,这与高分子的结晶度相关;

                                  B、 沙子与膜面相对运动的摩擦力;

                                  C、 与沙子接触的膜面高分子链发生断裂,取决于材料本身的韧性和强度。

                                  D、 最后膜被磨损和转移到沙子上

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