提到光伏居品，笃信已无人不晓。从大地光伏电站，到房屋建筑一体化BIPV、太阳能发电高速公路第四色网站是多少，节能汽车等方面皆有光伏居品的影子，笃信在不久的异日光伏的控制会愈加鄙俗。

光伏背板由高分子材料构成，有一些光伏背板在使用一段工夫后，会提前暴剖析昭彰的质地问题，致使会导致组件失效。面前光伏背板暴剖析来的其中一个严重问题即是背板开裂。

晶体硅太阳能电板结构

01

背板材料工艺分析

1）含氟背板：含氟背板是指以氟膜或含有氟涂层手脚耐候保护层的背板。由于C—F键键长小、键能大，使得含氟材料自身具有优异的耐紫外、耐腐蚀和耐热性能，适协手脚背板保护层材料。常见的含氟背板材料有PVF（聚氟乙烯）和PVDF（聚偏氟乙烯）两种，外加FEVE氟碳涂料。

2）不含氟基膜：

PET基膜：PET是由对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（MEG）在催化剂的作用下经加热缩聚而成的一种结晶型团聚物，即聚酯切片，长久使用可耐高温达120 ℃，短期使用可耐150 ℃高温、-70 ℃低温，且高下温时对其力学性能影响很小。聚酯切片经干燥、熔融、挤出、铸片和拉伸来制成PET膜，如果只单向拉伸则称为CPET，主要用于包装；接管纵横双向拉伸则为BOPET，目下95%以上的PET膜为BOPET，其中的中高端PET主要用于光学膜和光伏背板膜。

聚酰胺背板：也称尼龙背板，多使用3层共挤工艺制得，典型结构为PA/PA/PA。APE结构背板的外层为PA材质，此类背板的水汽透过率低，断裂伸长率高达500%以上，但强度不及20 MPa。此外，还有使用聚酰胺薄膜代替氟膜制作的复合型背板。紫外辐照对聚酰胺类的背板影响较大，若用于紫外辐照较强的地区，其风险也较传统含氟背板大。

02

失效性分析

背板开裂手脚光伏组件常见的一种失效问题，其中以行业早期使用的聚酰胺类背板最为严重。

1）二氧化钛过火耐紫外的添加：

背板为卓越志户外长久使用的需求，一般皆会在PET两侧通过涂覆简略复合一层氟材料来保护PET。为得志耐紫外的性能需求，传统的白色背板中皆会添加有机紫外继承剂，如二苯酮类、水杨酸酯类、苯并三唑、三嗪类等，此类化合物在紫外线长久照耀下会失效，长久性能欠佳。其中一些会添加无机物如金红石型的钛白粉（二氧化钛）来终止紫外线的作用，具有一定的长久踏实性。但二氧化钛亦然一种光催化剂提供载流子，从而统一氧化规复响应。导致背板上的高分子材料出现降解，宏不雅上出现脆化、掉粉时事，最终背板发生开裂。

2）PET薄膜水解：第四色网站是多少

PET薄膜是背板的环节构成部分，在光伏组件责任工夫，PET集采除了发生光老化之外，还会发生干冷老化。干冷老化后的PET薄膜性能对光伏组件的电气性能和力学性能会产生影响。PET分子链中含有大皆的酯基链段，酯基在高温环境下易发生水解响应，使得分子断裂，产生羧基（—COOH），羧基电离出氢离子，氢离子进一步催化PET降解，发生自催化效应，使PET分子量裁汰，最终导致组件电气性能和力学性能下落。

3）聚酰胺自身的老化：

把柄报谈通过对老化前后的聚酰胺背板进行红外检测，非酰胺键的羰基峰昭彰加多，这是由于背板在干冷老化经由中，酰胺键发生水解所致。老化后的背板脆化和变色问题的原因是酰胺键水解经由中导致聚酰胺分子链发生断裂，产生的羰基中间体在与空气中水和氧气作用生成了醛、通等有色物资。经过PCT老化的聚酰胺皆出现了聚酰胺结晶。这些时事印证了光氧化降解机理，在紫外辐照环境下背板老化主要所以聚酰胺的光降解为主。

4）PVDF材料的晶型滚动：

PDVF团聚物类背板经过老化考试后相通会出现开裂景况，开裂经由中会发生昭彰的形变。如下图所示，PVDF的β相是PVDF的细长的全反式极性构象，而α相是左扭式的非极性构象，酿成螺旋型结构误差顶端的团聚物格局是有序和定向的，与β相PVDF一致。与先前的究诘相吻合，在闹翻和应变的纯PVDF团聚物中可发生α到β相变，相变是裂纹扩散机制的部分原因。在球晶的刚性片层中也会出现裂纹，此类为片层裂纹，并不是由晶型相变激勉的。

(a)为非压电的α相PDVF (b)为压电的β相PDVF

03

加快老化模拟

光伏背板老化需要具备的要求是：光照、水汽和温度，三者统筹兼顾。把柄光伏居品最常用的检测范例IEC61215和IEC61730要求，确立温度为85℃，湿度为85%RH，辐照量为120kWh/m²，测试工夫为1000h。

1）傅里叶红外光谱仪分析 (FT-IR)：

聚酰胺类背板在老化后酰胺键发生水解。不错使用FT-IR对其进行分析，把柄文件报谈，如图所示在老化后的聚酰胺1730 cm-1处继承峰为非酰胺键上羰基继承峰，酰胺键上的羰基伸缩振动峰在1650-1620 cm-1之间。1730 cm-1处羰基继承峰主淌若背板在老化经由中，聚酰胺发生水解所致。水解经由平分子链断裂，产生的羰基在空气中生成醛酮等有色物资，导致背板脆化和严重变色。惟恐为了便于检测与检测数据的愈加精准，可用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(FTIR-ATR)，检测样品更容易制备，检测的灵巧度更高。

聚酰胺背板DH 老化前后红外光谱图

2）拉曼光谱分析 (Raman)：

背板老化前后的拉曼光谱

447和608 cm-1处的峰标明扫数样品中皆存在金红石型二氧化钛，因为二氧化钛手脚神采颗粒的掺入在白色背板中是常见的。值得提防的是，拉曼光谱的穿透深度比FTIR更深因此，从而不错检测里面的二氧化钛的含量，从而对名义与外部的二氧化钛进行初步的相比，来笃定老化导致二氧化钛含量的裁汰情况。

3）扫描电子显微镜分析 (SEM)：

SEM断面格局：

背板老化前后SEM 断面图

聚酰胺类背板从SEM 断面图上不错看出，此背板为三层结构，中间层经玻璃纤维增强。干冷老化后断面较老化前光滑，玻璃纤维拔出时事更为昭彰，且有部分的玻璃纤维发生零碎，从玻璃纤维名义及被拔出玻纤的坑洞内壁名义不错看出，老化前，玻璃纤维名义残留聚酰胺量比老化后要多，且其拔出纤维坑洞内壁有部分拉丝时事。标明跟着干冷老化的进行，聚酰胺和玻璃纤维的纠合界面作用松开。

SEM名义格局：

背板老化前后SEM 名义图

聚酰胺类背板从SEM 的名义格局图上不错看出，跟着老化工夫的延迟第四色网站是多少，背板的名义格局发生昭彰变化，如图所示。图中a 图及b 图中白点即为紫外屏蔽剂二氧化钛，跟着老化工夫的延迟，背板的名义可能有有机物渗出，老化工夫越长渗出量越多，从图e 和图f 对比不错看出，在湿气环境下的紫外辐照更容易渗出有机物，此有机物的渗出可能会粉饰手脚紫外屏蔽剂的二氧化钛，从而有可能影响背板的耐紫外性能。