孫航 王超

摘? 要：TPT背板是新型高性能雙面含氟背板，其生產(chǎn)工藝需要進(jìn)行熱處理，熱處理過程中因高溫拉伸會(huì)使背板出現(xiàn)橫向的收縮，本文對(duì)TPT背板熱處理收縮的問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并從中找出關(guān)鍵控制點(diǎn)，從而掌握產(chǎn)品收縮規(guī)律，更好地保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：TPT背板;雙面含氟;熱處理;收縮

中圖分類號(hào)：TH123? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在晶硅光伏組件中，由于太陽(yáng)能背板的高耐候性和持久的保護(hù)作用而被廣泛的應(yīng)用。太陽(yáng)能背板的主要職能包括水蒸氣阻隔，物理保護(hù)接線和其他敏感元件，電氣絕緣性能和降低電池的工作溫度。背板是光伏組件中的重要組成部分，對(duì)組件中電池片起保護(hù)和支撐作用，不但要具有保護(hù)功能，還應(yīng)具備 25 年之久的可靠的絕緣性能、耐長(zhǎng)期老化 （ 濕熱、干熱、紫外 ）、水蒸氣阻隔等性能。

2015年的背板使用量達(dá) 4.1×108 m2，2016年、2017年將分別達(dá)到4.8×108 m2、5.6×108 m2。目前含氟型復(fù)合背板占據(jù)背板市場(chǎng)70%～80%的份額。由于最近接連出現(xiàn)耐候性PET背板、涂覆背板的粉化、脫層問題，其可靠性受到光伏組件廠的擔(dān)心、質(zhì)疑，未來(lái)雙氟型復(fù)合背板將會(huì)逐步擠壓涂覆背板和耐候PET背板的市場(chǎng)空間。

本文對(duì)雙面氟背板TPT的熱處理收縮問題進(jìn)行了原因分析和討論。

1 TPT背板的制造

1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

TPT太陽(yáng)能背板是以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（化學(xué)式為COC6H4COOCH2CH2O）為主基材，耐候面和黏結(jié)面各復(fù)合一層聚氟乙烯（Tedlar）復(fù)合膜，即Tedlar+PET+Tedlar的3層復(fù)合結(jié)構(gòu)。Tedlar膜作為黏結(jié)層時(shí)，背板與EVA膠膜層壓后的黏結(jié)力很小，為了保證背板與EVA膠膜層壓后的黏結(jié)強(qiáng)度滿足組件的要求，需要對(duì)黏結(jié)層的Tedlar膜進(jìn)行熱處理工藝。由于Tedlar膜制作工藝的特殊性，薄膜本身處于一種內(nèi)聚力較低的松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)，熱壓處理是通過加熱加壓，使Tedlar膜達(dá)到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上并施加一定的壓力，讓Tedlar膜的分子結(jié)構(gòu)變得更加緊密，增大Tedlar膜自身的內(nèi)聚力，并且使Tedlar膜表面發(fā)生一定程度的化學(xué)變化，產(chǎn)生易黏物質(zhì)，從而增大Tedlar膜與 EVA 膠膜之間的黏結(jié)性，該方法是一種快捷有效的處理方法。

1.2 試驗(yàn)部分

使用樂凱TPT型背板在熱壓生產(chǎn)線進(jìn)行不同張力，不同溫度和不同基材的背板熱壓處理試驗(yàn)，并評(píng)價(jià)不同條件下的背板收縮情況。

1.2.1 張力

選擇低收縮D48基材，在T+60溫度下，試驗(yàn)不同張力下背板的收縮情況。TPT背板在熱處理時(shí)對(duì)張力的均勻性要求較高，兩側(cè)張力不均勻輕則出現(xiàn)性能不穩(wěn)定，重則表觀出現(xiàn)鼓包、褶皺等問題，直接造成產(chǎn)品損失。為了解決此問題，采取大張力的辦法，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，熱處理時(shí)產(chǎn)品處于軟化狀態(tài)，張力越大，產(chǎn)品收縮越大，見表1。張力設(shè)定在200N～300N時(shí)，橫向收縮越來(lái)越大，縱向拉長(zhǎng)也越來(lái)越大。

1.2.2 溫度

TPT背板熱處理采用接觸式處理方法，處理的溫度的高低對(duì)背板收縮有非常明顯的關(guān)系。溫度過高，一方面造成產(chǎn)品處理程度過強(qiáng)，影響產(chǎn)品表觀并造成能源的浪費(fèi)，另一方面造成產(chǎn)品收縮過大，直接影響了產(chǎn)品的成品率;溫度過低產(chǎn)品表觀滿足要求，卻影響產(chǎn)品性能，Tedlar膜自身內(nèi)聚力仍然較低，層壓后部分Tedlar膜黏結(jié)在 EVA膠膜部分與 PET 基膜黏結(jié)的狀態(tài)，處理程度不能滿足生產(chǎn)需求。

選擇低收縮D48基材，250N的張力，試驗(yàn)不同熱處理溫度對(duì)背板的影響，在滿足背板表觀和性能需求的情況下得到數(shù)據(jù)，見表2。在T+62到T+72的溫度范圍內(nèi)，能滿足背板的表觀和性能需求，在此溫度范圍內(nèi)溫度越高，背板收縮越大。

1.2.3 產(chǎn)品使用主基材

不同廠家的PET自身收縮率不同，通過測(cè)試基材的DSC可得出結(jié)果，但是產(chǎn)品收縮與基材DSC沒有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。選擇T+60的溫度，250N的張力試驗(yàn)不同基材的背板，得到背板收縮情況見表3。由此可得，背板收縮與使用主基材有較大的關(guān)系，但是具體是基材的哪個(gè)參數(shù)造成的影響還需要進(jìn)一步的研究。

2 結(jié)論

首先，TPT背板的收縮與產(chǎn)品使用PET有最直接的關(guān)系，使用收縮率大的基材，改變其他條件很難彌補(bǔ)自身缺陷造成的影響，工業(yè)化生產(chǎn)建議采用收縮率低的基材;第二，溫度決定了產(chǎn)品的性能和表觀，在滿足產(chǎn)品性能表觀控制標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可適當(dāng)降低產(chǎn)品溫度;第三，張力控制著產(chǎn)品的處理狀態(tài)，在產(chǎn)品處理要求與收縮之間應(yīng)找到一個(gè)穩(wěn)定的范圍，來(lái)滿足工業(yè)化生產(chǎn)。

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