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太阳电池背板主要分为含氟背板和不含氟背板两大类,其中含氟背板根据其含氟结构又可分为氟薄膜(如 PVF、PVDF 等)和氟涂层(如改性PTFE、FEVE 等)。无论是氟薄膜还是氟涂层,都需要保证太阳电池组件在户外使用 25 年,因此,背板在户外直接与环境大面积接触时,需要具备卓越的耐长期老化性能,包括湿热、干热、紫外、风沙冲击等等,本文从光伏组件用背板耐落砂冲击实验说起,告诉你真正的户外环境是怎样的?
我们知道,IEC 的标准中并没有提到光伏组件耐风沙冲击的相关要求,并不等于说组件厂商不需要关注这项指标,以中国新疆塔克拉玛干沙漠为例,年均输沙量在数吨,沙漠中心地区年均输沙量甚至高达数十吨,在这种情况下,如果再不对其进行研究,想必电站业主也不放心吧。
现在,越来越多的组件厂商开始关注背板耐风沙冲击的性能,在第九届 CSPV 论坛上,天合光能的代表也对其进行了分析。由于 IEC 中没有相关标准,天合以 ASTM D968-93 为准,研究了砂子对背板外层的影响,消除了大家的疑惑,同时也对真正的户外情况进行深入分析,让与会代表有了更深入的了解。后期如果还碰到 IEC 中没有规定相应标准的情况,希望业界同仁共同努力,进行更合理,更科学的实验,得到更可靠、更令人信服的结果。
背板空气面落砂实验
实验准备:实验前,先检查从导管下端落下的砂流,用底部调整螺钉使装置从中心直至从护卫 90° 的两个位置上观察时,砂束的内心正好落在砂流的中心位置上为止。实验采用的标准石英砂粒径规格在 600-850um(其中粒径小于 600um 的不超过 5%,大于 850um 的不超过 15%),一次倒入量以 2000mL±10mL 数量为宜,流出速度为 21-23.5s 内流出2L。
图 1 落砂耐磨仪器结构示意图
操作步骤:在每块试块上标出 1 个圆形区域,该区域即为冲击面积,约 0.0005 平米(直径约 25mm),将试板固定在试验器上。调整试板使其标出的圆形区域正好在导管的中心的下方,将一定体积的标准砂灌注到漏斗中,打开开关,使砂通过导管,撞击到样板上。安装在试验器底部的容器收集落下的砂。重复上述操作,直到耐 UV 层破坏,有 4mm 直径的区域露出底材,快接近终点时,可以在漏斗中加 200mL±2mL 的砂。
结果计算:按公式计算待测样品的耐磨性:A=V/T
式中:A 耐磨性,单位为升每微米(L/um)
V 磨料使用量,单位为升(L)
T 耐 UV 层厚度,单位为微米(um)
结果取两次平行测定的算术平均值,保留一位小数。
我们选取了两家背板厂商的背板做了上述实验,分别记为 A 和 B,结果如下表所示。
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