低碳易循环耐候涂层背板的应用

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：UV+DH 测试条件： UV60kWh/m2+DH510h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 PCT(121 ℃ )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、UV+DHSample3 Sample4Sample2 Sample1 Sample4Sample3 Sample2 UV老化 -△ b UV+DH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) UV&DH 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