TUV南德集團項目經理柳亞群

    第四屆中國（無錫）國際新能源大會暨太陽能展覽會11月1日—3日在江蘇無錫太湖國際博覽中心召開，本屆大會主題為“新能源、新應用、新出路”，探索全球新能源產業發展，尋找中國新能源產業出路等。

　　TUV南德集團項目經理柳亞群表示，現在市場上出現了越來越多新的產品（電池背板），他們使用不同的材料，不同的結構，不同的工藝，包括溫濕度控制，材料控制，怎么疊層等等。很多都是降低成本的考慮，但忽視了關鍵性能。

　　以下是柳亞群的發言：

　　大家好，謝謝季老師，簡單子自我介紹一下，我叫柳亞群，來自TUV南德集團，今天很高興有這樣一個機會和大家分享一下，TUV南德在光伏原副材料方面做的一些工作。

　　今天的演講大概分為三個部分。第一部分介紹一下背景知識；第二部分介紹一下我們做了一些什么工作；第三部分介紹一下我們對未來的展望。

　　大概兩三年前我們談起背板的時候，大概是三明治的結構。現在市場上出現了越來越多新的產品，他們使用不同的材料，不同的結構，不同的工藝，包括溫濕度控制，材料控制，怎么疊層等等。很多都是降低成本的考慮，那就有一個問題出現了。這么多新的背板能不能符合組件的測試要求。這是來自于阿特拉斯演講的一張圖，上面介紹了背板在使用過程中經受的一些環境考驗，包括日照、溫濕度、淋雨、載荷等等。使用的環境包括炎熱的沙漠，包括熱帶雨林，包括嚴寒。

　　也許有人說我們的背板只要符合IEC61215要求就可以了，有相關研究機構做過這樣一個分析。也就是說這是組件的使用壽命跟失效比例的框圖。在初期的五年，失效會非常非常多，漸漸的失效比例會慢慢降低，甚至基本不大可能出現失效。然后最后的十五年、二十年再出現失效。我們的61215往往模擬的是最初幾年的失效。基于這個原因我們做了長期老化的分析，針對背板。

　　我們挑選了兩樣，一個是濕熱測試，一個是氣侯測試。我們一共進行了三千小時，到目前為止兩千五百小時已經出來了。每隔五百小時會測一下背板的基本特征值。

　　我們想看一下第一代、第二代和第三代之間的差異，然后TPT不同背板的廠家差異。市場上大概有20種左右的產品，我們選擇來進行分析。這是我們在做UV2500小時之后的結果。這個框圖簡單解釋一下，橫坐標代表的是不同背板產品，一共有20種產品。縱坐標代表的是特性，每一個框圖里面有五部分組成，里面代表不同的時間、初始到測試2500小時后的特性。

　　我們看到背板初期性能非常好，但是做完UV1000小時以后出現衰減，這個衰減達到數十倍的衰減。然后我們可以看到初期的1000小時，它的衰減度是非常厲害的，但是1000小時的衰減速度明顯降低了。

　　我們看到第三代的背板初期性能是非常好的，但是做完1000小時之后，相比第一代和第二代，衰減幅度會升高很多。不同的廠商之間，比如同樣都是TPT一代和TPT二代結果并不明顯，但是黑白背板的差異卻非常明顯。同樣的材料厚一點的背板優勢較薄背板優勢好一些。

　　然后看一下背板和UV的玻璃長度，我們看到第二代和第一代背板，相對第一代背板的玻璃長度會明顯有優勢。然后在UV1000小時以后，第三代的衰減會超過第二代和第一代。

　　我們畫了一條橫線，以20N/cm，我們看到做完1000小時以后，沒法滿足基本要求。相比而言，我們選擇如果是TPT背板的話，跟UV之間的玻璃強度會較弱一點。

　　黃變指數，我們看到第二代背板黃變指數會相對高一點。我們還做了水性透過率。同樣是TPT結構，同樣的厚度，我們可以認為是同一種背板，但水性透過率差別還是非常明顯的。第一代水性透過率會較高一點，但還是在紅線以下，說明還是符合我們測試要求的。

　　我們再看看濕熱2000小時以后，2500小時對背板來說是比較嚴格的測試。我們看到很多背板做完1000小時到1500小時以后，背板就脆裂了，背板發生脆裂意味著喪失了基本的功能。第三代背板初始性能很好，但是后期它的衰減也同樣非常明顯。它原本的考慮是增加背板和EVA之間的黏合強度，我們考慮的基本原因是EVE這種材料比較軟，會延緩這種材料的衰減。我們看到PET的衰減是比較緩慢的，如果把這個實驗繼續做下去的話，它的優勢就沒有那么明顯了。

　　然后再看看跟EVA之間的玻璃強度的測試，相對來說PET背板跟EVA之間的玻璃強度差一點。第二代背板，第三代背板初始性還是很好的。第三代背板跟前面一樣的它的初始性能很好，但后期的衰減同樣很明顯。白色跟黑色相比，白色比黑色有優勢。

　　水性透過率所有的趨勢都是上升的趨勢，可能在做完2000小時以后，這個趨勢會有所減緩，但還是在上升。在0-2000小時之間，所有背板都是有明顯的黃變，但黃變的差異有好有壞。有些初始黃變不是很厲害，后期變化不是太大，但是我們看到做完濕熱之后，這個黃變速度跟UA比的話是慢一些的。第二代跟第三代背板水性透過率優勢更加明顯一點。

　　總結一下，這次結論只是針對這次測試的樣品。結論是在1500小時濕熱以后，我們可以發現很多背板，特別是TPT跟PVDF背板的脆裂。我們可以看到針對同樣結構背板的不同表現，表現完全不一樣。可能跟工藝，材料穩定性都是影響的因子。第三代背板的初始性能很好，但后期優勢沒有那么明顯。

　　PET如果衰減速度相對來說是較慢一點，因為PET加了一些耐厚性的因子，隨著時間推移可能會慢慢消失，但我們做了2500小時還沒有發現非常明顯的變化。白顏色背板相比黑顏色背板要好一點。

　　局部放電的數據在這里面沒有寫出來，因為可能涉及到保密性的東西。我們發現做完濕熱1500小時以后，很多背板不能通過局部放電的設施。這樣就意味著連背板最基本的絕緣要求都沒有辦法滿足。

　　未來TUV南德在材料方面的展望，在UV測試的時候加入一個黑暗階段，IEC也在討論要不要加入黑暗階段。這個夜晚加入對背板的影響會是什么樣子。我們還會做EVA跟硅膠長期老化的比較，謝謝大家。