背板用PET芯材替代品制备及探讨-赵正柏

CYBRID Polymer Materials Solutions Provider 背板用 PET芯材替代品制备及探 讨 苏州赛伍应用技术股份有限公司 2018年 11月 09日 Confidential CYBRID Valued by Innovations 目录 设计原理 α膜和 PET对比 总结 Confidential CYBRID Valued by Innovations 从原理上认识背板 - 背板的本质目的： 绝缘 + 阻水 （ 保护人） （保护电池的电子线路 ---- 组件发电效率下降的核心因素） - 所谓背板的 25年寿命： 上述“绝缘 + 阻水”的功能在 25年之内不失去，或者尽可能少失去 - 背板就是包裹在电池的外面的完成上述使命的“衣服”，付出的代价是电池的散热性下降，发电效 率就 下降、半导体早衰。 - 如果“衣服”材质不好或者做工不好，热胀冷缩后，或者应力回弹收缩后，把背板与铝边框的细缝 给扯开了，导致水汽进入量增大，发电效率降低。收缩力还会导致电池片隐 裂 - 如果背板内侧对光的反射率比较高，发电力就提高，这是这件衣服带来的附加价值 Confidential CYBRID Valued by Innovations PET 在背板中的作用 其实一张 PET就能承担背板的核 心功能，或者说 PET是背板构成材 料中最重要的一层 。 耐局部放电 PET 水 但是， PET经不起 UV、水、风沙、化学物等负面能量的 侵蚀，直露在外气时 6~7年后就老化开裂、粉化了，那 么它所承担的绝缘、阻水的能力就衰退了。 耐局部放电 UV 水 风沙 化学物 1/10 UV 热 （内侧 /EVA面） （外侧 /空气面） PET Confidential CYBRID Valued by Innovations 氟膜在背板中的作用 所以，要用氟膜对 PET进行隔离保护。为什么是氟？是因为氟在有机物中 其化学结构最稳定，本身能扛得住 UV、水、风沙、化学物等负面能量的侵蚀， 然后才能承担得起隔离作用。 耐局部放电能力的余量提升 或者可以减少 PET的厚度 UV 水 风沙 化学物 1/10 UV 热 为何两面要用氟膜 PET 氟 膜 氟 膜 氟 涂 层 Confidential CYBRID Valued by Innovations 代替 PET膜的 a 膜的诞生 1. 水透 执行 IEC 62788背板新标中要求 : •1000V背板的 DTI 150um即可。但是 PET需要非常厚才能达到整体水透 2.0 gsm/d •1500V 背板总厚要求 300um以上。但是采用 PET，如此厚度下，水透仍在 1.6 gsm/d以上 2. 耐水解 PET是缩合聚合，遇到水、酸、碱、热易水解。目前有相关可以将 PET的耐水解等级，达到 PCT 48, PCT 60, PCT 72（ 3倍 IEC），最高也只能做到 PCT 96H。 标准厚度 250u 下，每提高一个一个等级，单位平米至少要升高 1元 /m2. 为从根本上低成本的解决以上问题，诞生了新一代由聚合物合金作成的背板芯材 —— a膜 专利号 :CN108456351A Confidential CYBRID Valued by Innovations a 膜的设计思路 聚烯烃树 脂选择 聚酯树脂 选择 薄膜配方 设计 配方改进 高阻水薄膜 制备及性能 测试 无机填料 表面性能 改进 综合性能 评估 Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 150μm α膜 250μm PET Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 根据图内结果可知， a Film材料水汽阻隔能力远强于 PET，且厚度达到 300um 后， WVTR在 0.5g以下。 20 30 40 50 60 70 0 1 2 3 4 5 6 7 8 水汽透过率 ( g cm -2 /da y ) 温度 ( ℃ ) 15 0μm α 膜 25 0μm PET 100 150 200 250 300 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 水汽透过率 ( g cm -2 day ) 厚度 (μm) A B Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 0 20 40 60 80 100 0 30 60 90 120 150 拉伸强度 (MPa) 时间 (H) TD 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 断裂拉伸率 (%) 时间 (H) MD 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 断裂拉伸率 (%) 时间 (H) TD 0 20 40 60 80 100 0 30 60 90 120 150 拉伸强度 (MPa) 时间 (H) 15 0μm α 膜 25 0μm PET MD PET(48H等级 )在 PCT72H发生了脆裂。而 a膜耐水解能力要大幅优于 PET，在 96H后，机械性能变化依旧不大。 Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 0 1 2 3 20 40 60 80 100 120 拉伸强度 (MPa) 时间 (H) 15 0μm α 膜 25 0μm PET MD 0 1000 2000 3000 0 1 2 3 20 40 60 80 100 120 拉伸强度 (MPa) 时间 (H) 0 1000 2000 3000 TD 0 1 2 3 100 200 300 400 500 600 断裂伸长率 (%) 时间 (H) 0 1000 2000 3000 MD 0 1 2 3 0 100 200 300 400 500 断裂伸长率 (%) 时间 (H) 0 1000 2000 3000 TD 在 DH实验中， a膜的拉伸强度和断裂伸长率的保持率都比 PET要好。 Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 -1.0 00 00 ; 49 .00 00 0; 99 .00 00 0; 14 9.0 00 00 ; 0.0 0 0.0 1 0.0 2 0.0 3 0.0 4 膨胀倍率 (%) 温度 ( ℃ ) 15 0μm α 膜 25 0μm PET A -5 0 0 50 100 150 150 100 50 0 -50 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 膨胀倍率 (%) 温度 ( ℃ ) B a膜 的热膨胀性能与 PET相当， a膜 的热收缩性能要优于 PET。 Confidential CYBRID Valued by Innovations a膜与 PET性能对比 100 150 200 250 300 350 15 18 21 24 27 击穿电压 (kV) 厚度 (μm) α膜的击穿电压远大于同厚度的 PET基材，电气绝缘性能是 α膜的一个优势。 Confidential CYBRID Valued by Innovations 总结 相对于传统 PET膜材 ， 该膜材在成本 ， 尺寸稳定性 ， 水汽阻隔性 ， 电气绝缘性能 ， 断裂伸长率以及耐水解性方面都具有一定 的优势 ， 且其他性能也可以满足背板芯材 的使用要求 。 该膜材 在日后的复合型背板当中，是一 种良好的 PET芯材的替代品。 Confidential CYBRID Valued by Innovations CYBRID – Polymer Material Solutions Provider Markets that Follow the Sun. 赵正柏 M:+86 18795898255 zhaozb@cybrid.net.cn Confidential CYBRID Valued by Innovations CYBRID Valued By Innovations www.Cybrid-International.com ww .cybridtechnologies.c