復(fù)合型光伏背板產(chǎn)品的產(chǎn)品構(gòu)造及技術(shù)分析

1、編號(hào)：時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁(yè)碼：第7頁(yè)共7頁(yè)復(fù)合型光伏背板產(chǎn)品的產(chǎn)品構(gòu)造及技術(shù)分析背板產(chǎn)品是一種結(jié)構(gòu)定型，但材料要求非常苛刻、生產(chǎn)過程控制要求嚴(yán)格的產(chǎn)品，下面 就從幾個(gè)方面對(duì)背板產(chǎn)品做一概論。1、 背板產(chǎn)品的構(gòu)造：除特殊要求外，背板產(chǎn)品的構(gòu)成均為三層結(jié)構(gòu)，由不同的膜材料構(gòu)成，在產(chǎn)品中起 到不同的作用。其中，中間層為PET材料，在背板中做為支撐材料，起到絕緣作用以保 護(hù)晶硅電池片，其材料的特殊要求，就是比普通PET要有更好的耐侯性及低熱縮率，目 前僅有少數(shù)公司可以生產(chǎn)。在外層為含氨薄膜，主要由國(guó)外四家公司生產(chǎn)，其主要作用就是保護(hù)中層PET材料， 以達(dá)到抗老化作

2、用，確保其使用年限（僅PET材料只能使用5-8年，達(dá)不到光伏組件25 年的使用要求），在所有高分子材料中是眾所周知的耐侯性最佳產(chǎn)品。其缺點(diǎn)就是價(jià)格高 昂，同時(shí)不易粘接，全球許多大型材料公司做了多年的材料研究，尋找可替代產(chǎn)品，但 目前尚未找到理想的替代品。除了 KPK,TPT這種類型背板外，為了適應(yīng)用戶不斷降低成本的要求，還要確保一定的 使用年限，因此，國(guó)外率先開發(fā)了 TPE,KPE結(jié)構(gòu)的背板，將背板中用與EVA粘合的一面改 成EVA膜或PE膜，以降低材料成本，因其粘合在組件里面，不接觸空氣，僅有正面電池 間隙漏過的部分光線對(duì)其有老化作用，故此雖然在一定程度上降低了使用年限，但在非 特別關(guān)鍵的組

3、件上客戶還是愿意使用的。超白鋼化玻璃EVA膠膜晶硅電池片EVA膠膜一層壓形成組件第1頁(yè)共7頁(yè)含氟膜或PE、EVA膜編號(hào)：時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁(yè)碼：第9頁(yè)共7頁(yè)含氟膜2、 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及粘接要求：三層材料組成的復(fù)合膜，其生產(chǎn)過程就是選用合適的粘合劑體系，經(jīng)過專用的涂布復(fù)合 設(shè)備來制成，其重點(diǎn)就在于以下兩項(xiàng)：1、生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)：背板制造過程中，需要將配制好的粘合劑均勻涂布在PET上，經(jīng)過干燥過程除去 稀釋溶劑，在復(fù)合后，對(duì)粘合劑在一定條件下熟化即可形成背板。其中控制難點(diǎn)主要是以下兩項(xiàng)：、涂布方式：要求厚度均勻，以保證粘接效果。目前我公司采用的定量擠壓式涂布方

4、式，是目前涂布行業(yè)最先進(jìn)的方式，因其 涂布物料采用定量并由PLC進(jìn)行自控，不受環(huán)境溫度影響，涂布精度高，故而在 高精度涂布的產(chǎn)品中得以應(yīng)用，遠(yuǎn)比常規(guī)的凹版涂布方式和逗號(hào)刮刀方式精確。 、干燥過程控制是涂布生產(chǎn)的關(guān)鍵，否則溶劑殘留過多，會(huì)引起背板雙85老 化測(cè)試中起泡，分層，從而影響使用壽命，其重點(diǎn)是由涂布生產(chǎn)中各項(xiàng)工藝參數(shù) 綜合平衡來控制的。目前我公司產(chǎn)品亦已經(jīng)過多家公司的雙85測(cè)試，未發(fā)現(xiàn)有起 泡現(xiàn)象，無殘留溶劑，說明我們工藝過程控制參數(shù)是完全合格的。2、粘接體系：影響質(zhì)量的另一項(xiàng)重點(diǎn)就是粘接體系。由粘合劑體系作用于兩層膜的界面之 前粘接在一起而形成，其效果同樣111兩大類因素影響。粘接物料

5、體系：粘接物料體系由粘合劑，稀釋溶劑及部份填加的助劑形成。其主體是粘合劑的作用。目前國(guó)內(nèi)外背板企業(yè)選用的粘合劑體系基本上均為雙組份聚氨酯體系，因 其既要有優(yōu)異的抗UV,耐水解等抗老化要求，乂要對(duì)難粘接的含氨膜有良好 的粘接性，故目前全球也僅有幾家專業(yè)的粘合劑公司可以生產(chǎn)，目前我公司選 用的是與世界主流背板生產(chǎn)廠家同一款粘合劑，在背板行業(yè)有多年的成熟使用經(jīng)驗(yàn)。粘接體系中影響剝離強(qiáng)度的另一因素，就是稀釋溶劑，常規(guī)選用的為:乙酸 乙酯，酮類等，但對(duì)其純度要求極高，因?yàn)槠渲兴乃?，醇類等羥基（-OH） 雜質(zhì)會(huì)與粘合劑中固化劑所含有的異制酸根（-NCO）發(fā)生直接反應(yīng)，導(dǎo)致粘合 劑性能下降，嚴(yán)重的甚至

6、失效，故而雖然溶劑是常規(guī)溶劑，但其中對(duì)羥基類雜 質(zhì)含量要求必須控制嚴(yán)格，這也是同粘合劑生產(chǎn)公司一樣，是使用溶劑行業(yè)中 的最高標(biāo)準(zhǔn)要求。另一需要注意的是生產(chǎn)過程中的配料過程，操作人員對(duì)粘合劑與固化劑配 比是否嚴(yán)格按配方要求的比例進(jìn)行稱量，固化劑是否按要求緩慢倒入并攪拌均 勻，也直接影響物料質(zhì)量，否則比例不準(zhǔn)也會(huì)造成粘接力的下降。、膜材料的表面性能：粘接的原理是粘合劑作用于兩層膜材料的表面，因此除了粘合劑體系要穩(wěn) 定外，膜材料性能也直接影響粘接效果。首先是膜表面處理的因素，目前主流均為電暈處理，甚至需要特定的等離 子處理方式，通過高頻電火花對(duì)膜表面沖擊，一方面形成微小陰坑增加粘接的 表面積，另一方

7、面將薄膜表面分子的化學(xué)鍵打斷，形成與粘合劑中活性鏈的交 聯(lián)反應(yīng)，但電暈處理不能過度，否則造成膜表面損壞，同樣也會(huì)造成粘接性能 的下降。故此膜復(fù)合前的表面處理極為關(guān)鍵，要求其處理設(shè)備（電暈或等離子） 運(yùn)行穩(wěn)定，放電均勻一致，并達(dá)到相應(yīng)的瓦特密度性，甚至合適的處理深度。 我公司對(duì)此做了許多試驗(yàn)工作，從電暈電極的材質(zhì)，電暈褪的材質(zhì)，放電均勻 程度，運(yùn)行的可靠性等進(jìn)行對(duì)比，并做出相應(yīng)的設(shè)備選型。其次是膜本身的因素，因此行業(yè)要求高耐侯性，故此在膜材料中都添加了 相應(yīng)的助劑，以提高其性能，下面就三種膜進(jìn)行逐一分類比較。PET膜分為半透與白色兩類，相對(duì)來講，半透膜要易粘接，而白色膜中添 加了各種助劑會(huì)影響一

8、定粘接性能，在去年上半年時(shí)常州裕興的白色PET就因 為添加助劑不當(dāng)，引起PET分層，并且助劑由PET表面析出引起大批涂布不潤(rùn) 濕斑點(diǎn)，不僅我公司對(duì)其PET產(chǎn)品全部退貨，同時(shí)其它復(fù)合類背板公司也發(fā)現(xiàn) 第3頁(yè)共7頁(yè)此問題退貨，目前其公司的白色PET僅在涂布類型背板廠家中使用。PVDF薄膜，是難以粘接的物質(zhì)，尤其是PVDF膜含有雙CF鍵，比杜邦的 PVF膜單CF鍵更難以粘接，同進(jìn)粘接效果還受膜中助劑成分，成型I藝等因素 影響。經(jīng)過多方測(cè)試，其難粘程度順序?yàn)椋篠KC的PVDF膜阿科瑪PVDF膜,杜邦PVF膜，EVA膜或PE膜是TPE,KPE類背板中的薄弱環(huán)節(jié)，因其本身耐侯性并不 理想，但出于對(duì)背板產(chǎn)品

9、的成本考慮，將與層壓EVA面的膜材料換成PE或EVA 膜，以犧牲部分抗老化性能換取成本的降低，這是目前絕大部分中型組件公司 的首選,其中PE和EVA產(chǎn)品各有特點(diǎn)。EVA膜因與組件層壓用的EVA是同類材料，故粘合性優(yōu)異,但其耐老化性較差， 目前韓國(guó)SFC與臺(tái)灣臺(tái)虹用的較多，PE膜耐侯性比EVA耐候性稍好，其耐侯性 提高同樣需改性處理，目前主要是東洋鋁業(yè)，美國(guó)麥迪可，國(guó)內(nèi)的冠日，樂凱 和我公司都在使用。對(duì)于PE和EVA膜，因其所需要的指標(biāo)有些是互相矛盾的，制造較難，目前尚 無任何公司的產(chǎn)品能滿足所有的測(cè)試項(xiàng)目，各家均在不斷的改進(jìn)過程中。PE膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)同樣為三層結(jié)構(gòu)。目前尚可使用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如下：LL

10、DPE+抗老化助劑HDPE或MDPE+抗老化助劑純 LLDPE上面一層選用LLDPE+抗老化助劑，用于與組件EVA膜粘接，添加助劑的目 的是提高其抗UV與抗氧化性能以達(dá)到幾項(xiàng)老化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。中間層選用HDPE 或MDPE,并添加抗老化助劑，做為PE膜提高阻隔及耐熱性的支撐體。下面一 層應(yīng)選用純LLDPE,不填加任何助劑用于與背板生產(chǎn)中與PET粘接，以減慢助 劑小分子向表面遷移，延緩對(duì)粘合性能造成衰減。在PE膜的生產(chǎn)過程中，選用的哪種牌號(hào)的PE樹脂，選用哪種助劑均直接影響其材料性能，既要考慮抗老化劑乂要考慮助劑遷移，乂要平衡生產(chǎn)中助劑 形成品核大小，少加或不加分散劑，脫膜劑，流平劑等，對(duì)PE膜生產(chǎn)

11、廠家是 一項(xiàng)非常高的要求。綜上所述，根據(jù)各種膜材特點(diǎn)，各型號(hào)背板從指標(biāo)控制上生產(chǎn)的難易程度 順序如下：KPE （SKC） KPE（阿科瑪）KPK （SKC） KPK （阿科瑪）3、 現(xiàn)階段我公司存在的問題及原因。1、在年初時(shí)，生產(chǎn)的背板產(chǎn)品出現(xiàn)批量層間剝離強(qiáng)度性能下降問題，因信息反饋慢造成 了一部分不合格品，后經(jīng)多方分析原因，將問題集中到溶劑上，并對(duì)此送到廣州去做 了兒次樣品分析，確認(rèn)是乙酸乙酯中混入了少量的異丙醇（含OH基團(tuán)，會(huì)與粘合劑 體系中的異氟酸根發(fā)生反應(yīng)，造成粘合劑部分失效）。原因是乙酸乙酯公司運(yùn)輸車在 換產(chǎn)品品種運(yùn)輸時(shí)未按要求清洗干凈，為了加強(qiáng)原料控制，我公司緊急采購(gòu)專用于醇 類測(cè)

12、試的毛細(xì)柱式氣相色譜儀，以杜絕以后發(fā)生此類問題的可能性，（附件為本次溶 劑中異丙醇含量測(cè)試報(bào)告）。2、在春節(jié)后生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)了 PE膜層間剝離衰減快的異常現(xiàn)象，通過對(duì)整個(gè)過程中的各 項(xiàng)參數(shù)分析對(duì)比，并咨詢多位有關(guān)薄膜方面的專家教授進(jìn)行確認(rèn)，判定為常州神力公 司的PE膜今年春節(jié)后的產(chǎn)品異常，起因?yàn)榭估现鷦┨砑硬划?dāng)，其部分助劑小分子遷 移到膜表面，引起粘接強(qiáng)度衰減過快，對(duì)此已將該公司全部PE膜產(chǎn)品全部退回，并 對(duì)另一家PE供應(yīng)商產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)檢確認(rèn)，近期經(jīng)過1個(gè)半月的時(shí)間對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)的產(chǎn)品 進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，從目前反饋數(shù)據(jù)來看，五一之后生產(chǎn)的產(chǎn)品PE面尚無層間剝離強(qiáng)度 衰減問題。3、部分PVDF脫涂分層：在生

13、產(chǎn)中有四個(gè)地方會(huì)有部分粘合劑涂不到的情況，需要嚴(yán)加控制，如果控制不嚴(yán)格 易在后期整理分切時(shí)漏檢，產(chǎn)生局部PVDF面分層現(xiàn)象A、每卷膜材接頭區(qū)域，因需要退嘴過接頭，會(huì)有1-2米的無粘合劑區(qū)域，此區(qū)域產(chǎn) 品在生產(chǎn)過程中規(guī)定收卷崗位要全部打掉。B、在接片崗位換卷操作時(shí).（一放卷），如操作人員技能不熟悉，接片的直線性不好，第5頁(yè)共7頁(yè) 編號(hào)：時(shí)間：2021年x月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁(yè)碼：第6頁(yè)共7頁(yè)在接頭過主拖動(dòng)輯時(shí)會(huì)引起兩側(cè)張力不均勻，形成跳動(dòng)，或者接片后PET卷材未 按要求收緊，切換時(shí)產(chǎn)生張力沖擊，會(huì)引起涂布嘴瞬間脫涂，發(fā)生此種問題時(shí)需 涂布崗位及時(shí)做好標(biāo)記，否則進(jìn)入下道分切工序時(shí)

14、，操作人員不易看出，會(huì)發(fā)生 漏檢現(xiàn)象，產(chǎn)品發(fā)到客戶使用時(shí)就會(huì)引起投訴，例如：上個(gè)月常州中宏公司使用 我公司產(chǎn)品時(shí)就發(fā)現(xiàn)有兩塊層壓好的組件產(chǎn)品出現(xiàn)此現(xiàn)象（注，兩塊層壓板各有 10-20cm尾部無粘合劑，分析應(yīng)為一處脫涂，正好裁切成兩塊，否則會(huì)體現(xiàn)在層壓 產(chǎn)品的中間位置）。C、在涂布過程中，涂布嘴邊緣的粘合劑會(huì)順著嘴下沿有微量流動(dòng)，時(shí)間長(zhǎng)了隨溶劑 揮發(fā)，會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)，故在生產(chǎn)過程中，每涂?jī)奢S（約2小時(shí)）需擦一下涂布嘴， 此時(shí)要求操作迅速，文件規(guī)定整個(gè)過程在半分鐘內(nèi)必須完成，如果停車時(shí)間長(zhǎng)了， 在干燥箱中的產(chǎn)品會(huì)因烘干過度，而引起粘合劑過分干燥，同樣會(huì)影響部分粘接 力下降。D、由于PET膜表面助劑影響

15、，引起張力改變?cè)斐蓾?rùn)濕性不良，會(huì)有時(shí)形成部分區(qū)域 粘合劑涂布不上，表象就是水點(diǎn)狀或長(zhǎng)條狀的無粘合劑區(qū)域（通常稱為不潤(rùn)濕點(diǎn) 或不潤(rùn)濕條），在PVDF復(fù)合后不易看出，分切漏檢后也會(huì)讓用戶認(rèn)為是分層。4、表觀不良問題：表觀不良，主要反應(yīng)在PE的表觀問題較多（同時(shí)也有部分阿科瑪膜的質(zhì)量問題）， 膜表面有晶點(diǎn)，臟污，灰塵，折皺，厚度不均，纖維等，原因有兩個(gè)方面，一是膜材 本身在問題，另一方面就是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)生保持問題，在更換PE膜生產(chǎn)廠家后已有 明顯改善。5、SKC公司的PVDF薄膜粘接后強(qiáng)度衰減快今年對(duì)去年留存的SKC膜生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行性能復(fù)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)PVDF面的剝離強(qiáng)度 有明顯的衰減現(xiàn)象，為此開始對(duì)庫(kù)

16、存產(chǎn)品做全面的復(fù)檢工作，從目前檢測(cè)的情況比較, 阿科瑪公司的PVDF膜僅有極少部分有些衰減，而SKC公司的膜卻有近80%的數(shù)量有 衰減狀況。目前通過與有關(guān)膜材料、粘合劑等相關(guān)專家探討，基本認(rèn)為是其在PVDF成型過 程中，為了達(dá)到成膜效果，添加了部分PMMA類樹脂，同時(shí)為了使PMMA產(chǎn)品具有 第6頁(yè)共7頁(yè)編號(hào)：時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁(yè)碼：第7頁(yè)共7頁(yè)抗老化性能，必須添加適量的助劑，其助劑分子在薄膜中相容性不良，引起小分子遷 移到薄膜表面，造成粘結(jié)力下降，這種現(xiàn)象是需要一定時(shí)間來表現(xiàn)出來，故此去年年 底生產(chǎn)的此類產(chǎn)品在今年進(jìn)行性能復(fù)檢檢測(cè)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)有較多的衰減現(xiàn)象，且每批材 料的性能表現(xiàn)的有不一致的現(xiàn)象。對(duì)此問題我方已經(jīng)向SKC公司提出，但涉及到其產(chǎn) 品配方及工藝調(diào)整，并后續(xù)測(cè)試等，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能解決，在目前其產(chǎn)品狀況下, 我們使用者只能從其它方面想辦法去做部分彌補(bǔ)，但并不能解決根本問題。綜上所述，目前我公司產(chǎn)品質(zhì)量問題最主要是各環(huán)節(jié)的管理問題，一方面原料進(jìn) 廠檢驗(yàn)的過程控制尚需不斷完善，檢測(cè)手段和設(shè)備儀器不完備，還不能保證所有進(jìn)入