太阳能电池组件原材料成本与质量控制

P1中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD组件原材料成本与质量控制P2中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD主要内容背板EVA焊带硅胶接线盒附录P3中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.1背板的结构及特点由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，主要由三层组成：含氟膜（或其替代物）+PET层(或其替代物）+与EVA粘结层（有含氟膜、改性EVA、PE、PET等）。特点：优异的耐侯性低的水汽渗透率良好的电绝缘性一定的粘结强度经典TPT结构背板图示P4中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.1.1含氟膜（或其替代物）主要有PVF（聚偏氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、THV（四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物）、聚酰亚胺、改性PET（聚对苯二甲酸乙二酯）等。各种膜性能对比PVFPVDFPTFETHV聚酰亚胺改性PET耐侯性优优优优良一般使用温度/℃-70~110-40~150-190~260/-260~300/与PET黏合一般一般一般良优优加工方式挤出/流延/涂布挤出/涂布涂布挤出挤出挤出加工方式不同对膜的性能影响很大，一般说来挤出法优于流延法，涂布法因为其工艺尚不成熟，性能相对最差。P5中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.1.2PET（聚对苯二甲酸乙二酯）作用：降低水汽透过率优异的绝缘性能缺点：在高温高湿中容易水解在紫外光照中易发生光降解COOCH2CH2COOHOCH2CH2OHnPET(n=聚合度)P6中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.1.3与EVA粘结层与EVA粘结层主要有含氟膜和EVA（不同于EVA胶膜）两大类。性能要求：优秀的抗紫外能力较高的光反射率一定粘结强度与EVA粘结层性能比较价格抗紫外与PET粘结对PET保护与EVA粘结含氟薄膜贵优一般优良EVA便宜一般优差优P7中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.2市场上主流背板及其组成目前背板主要有：TPT结构，TPE结构，纯PET结构，APA结构，AAA结构等。（此处T泛指含氟层）TPT结构：含氟层+PET+含氟层TPE结构：含氟层+PET+EVA（低VA含量）APA结构：聚酰亚胺+PET+聚酰亚胺AAA结构：三层聚酰亚胺复合国外较知名的背板厂家有：Isovolta、Madico、Covene、Honeywell、Krempel、3M、SFC、Toyal等。国内的背板厂家主要有：台湾台虹、杭州特富龙、苏州中来、苏州赛伍，其中特富龙和中来属于自主研发，台虹和赛伍的含氟膜是从国外采购。P8中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板几种主流背板性能对比背板组成耐侯性缺陷备注IsovoltaAAA三层聚酰亚胺优自清洁能力差，易脏污机械强度较弱IsolvoltaTPTTedlar+PET+Tedlar优层间剥离力弱，价格贵Tedlar为一代SFCTPTTedlar+PET+Tedlar良NA台虹TPTTedlar+PET+Tedlar良二代Tedler逊于一代Tedlar为二代MadicoTPETedlar+PET+EVA良较薄，耐侯性能不及TPTTedlar为一代日本TOYOPVDF+PET+PE一般PET材质差，PE易发黄PET有两层透明背板PET+PET+PET差PET自身结构耐侯性差不同改性PETTOYO黑色与上结构一致差PET材质差，易老化添加黑色助剂注：限于版面限制，背板型号和部分参数未示出；一代Tedlar采用挤出吹塑法，二代采用流延法。P9中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.3背板的评价指标及检验方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，瑕疵符合进料检验作业指导书要求（目测，尺）力学性能抗拉强度/断裂伸长按照GB/T1040测试要求进行测试（万能试验机）电学性能击穿电压按照GB/T1408测试要求进行测试（电压击穿试验机）收缩率二维尺寸稳定性150℃，30min测量背板二维尺寸变化（恒温箱）透水率透水率测试按照ISO15106-1测试要求测试（透水率测试仪）粘结性能与EVA/硅胶剥离强度层间剥离强度按照GB/T2791测试要求测试（万能试验机）测试背板间剥离力最薄弱层，要求达到指标值可靠性验证参见附录参考IEC要求测试（参见附录）注：可靠性测试主要是针对材料变更或定期检测；所列背板的测试项目，可以根据实际情况选测。下同。P10中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD背板1.4常见的背板失效方式背板自身结构缺陷：使用年限不达标（表现为PET脆化、发黄，背板破裂，如纯PET结构组件一般使用年限不超过10年）。层间胶黏剂缺陷：背板层间分层（涂胶工艺稳定性问题，或层间胶黏剂粘结强度不够，或层间剥离力老化衰减快）与EVA粘结层缺陷：脱层（表面处理问题，EVA质量问题，交联度不达标）、发黄（材料不耐老化，如东洋PVDF+W-PET+V-PET+LE的LE层容易老化发黄）。背板的材质决定了组件的使用年限。P11中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTDEVA2.1EVA的交联反应EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）胶膜是一种受热发生交联反应，形成热固性凝胶树脂的热固性热熔胶。EVA胶膜在未层压前是线性大分子，当受热时，交联剂分解，形成活性自由基，引发EVA分子间反应形成网状结构。从而提高EVA的力学性能、耐热性、耐溶剂性、耐老化性。交联P12中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTDEVA2.2EVA的主要组成及对其性能影响EVA胶膜主要由EVA主体、交联剂体系（包括交联引发剂和交联剂）、阻聚剂、热稳定剂、光稳定剂、硅烷偶联剂等组成。各部分对EVA性能的影响如下：名称对性能的影响VA含量VA含量越高，流动性越大，软化点越低，粘结性能越好，极性越大分子量及分布分子量越高，流动性越差，整体力学性能越好交联剂体系决定EVA的固化温度与固化时间。好的交联剂体系，可以降低气泡产生可能性，同时残留的自由基少，减少不稳定因素阻聚剂主要是用来延缓交联反应的时间，有利于抽真空时气泡的排除抗氧剂提高EVA的抗氧化性能光稳定剂提高EVA的耐紫外黄变，捕捉自由基，延缓EVA老化硅烷偶联剂提高EVA与玻璃的粘结强度P13中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTDEVA2.3EVA主要供应商及性能比对EVA厂家众多，主要EVA供应商有日本三井化学，Bridgestone，国内的如First，台塑。下面是BridgestoneS11与FirstF806差异的对比。名称VA含量交联剂体系耐黄变性能剥离强度流动性出现气泡概率BridgestoneS1128%左右稳定优均匀合适较少FirstF80633%左右稍差良好波动大偏大较多注：未列出的性能参数二者差距不大。P14中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTDEVA2.4EVA的评价指标及检验方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，有无瑕疵符合来料检验作业指导书要求（目测，尺）力学性能与背板/玻璃剥离强度抗拉强度/断裂伸长按照GB/T2791/2790中测试要求操作（万能试验机）按照GB/T1040中测试要求操作（万能试验机）电学性能击穿电压按照GB/T1408测试要求进行测试（电压击穿试验机）交联度交联度测试按照正常层压工艺，二甲苯萃取法透光率不同光谱光透过率检测紫外光/可见光透过率（紫外分光光度计）老化黄变黄变指数紫外，湿热老化后测试其黄变指数粘结可靠性老化后与背板/玻璃剥离强度对剥离样品进行紫外/湿热老化按照GB/T2791/2790中测试要求操作（万能试验机）可靠性验证参见附录参考IEC要求测试（参见附录）P15中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTDEVA2.5常见的EVA失效方式发黄：EVA发黄由两个因素导致（主要是添加剂体系相互反应发黄；其次EVA自身分子在氧气、光照条件下，EVA分子自身脱乙酰反应导致发黄），所以EVA的配方决定其抗黄变性能的好坏。气泡：气泡包括两种，层压时出现气泡和层压后使用过程中出现气泡。层压时出现气泡（EVA的添加剂体系，其它材料与EVA的匹配性，层压工艺均有关系）；层压后出现气泡（这个导致的因素众多，一般是由材料间匹配性差导致）。脱层：与背板脱层（交联度不合格，与背板粘结强度差）；与玻璃脱层（硅烷偶联剂缺陷，玻璃脏污，硅胶封装性能差，交联度不合格）。P16中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.1焊带的结构和分类3.1.1焊带的结构如下图所示P17中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.1.2焊带的分类按铜基材分：纯铜（99.9%）、无氧铜（99.95%）、紫铜。按涂锡层分：60%Sn40%Pb62%Sn36%Pb2%Ag96.5Sn3.5%Ag其它…按用途分：互联条、汇流条按硬度分：1.Soft2.ExtraSoft3.UltraSoft4.UltraSoftPlusP18中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.2焊带的各种成分指标及可靠性3.2.1焊带的各种成分性能参数种类电阻率（Ω.cm）铜1.69*10-6锡1.14*10-5铅2.06*10-5银1.62*10-6种类热膨胀系数（/℃）铜1.69*10-6硅2.6*10-6种类固相点液相点60%Sn/40%Pb183℃190℃62%Sn/36%Pb/2%Ag178℃180℃96.5%Sn/3.5%Ag217℃219℃P19中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.2.2光伏行业对焊带的要求低电阻率：ρ(焊带电阻率)=R(焊带电阻)A(焊带截面积)/L(焊带长度)安全载流量截面积一般对应3.75安培的电流强度的焊带的横截面应在0.3平方毫米或以上。注：Ulbrich厂家提供的数据。力学性能因为焊带要接受温度循环试验冲击，所以需要一定的强度，否则容易发生断裂。抗拉强度指标：单片焊带≥150N/mm2，汇流条≥200N/mm2.抗老化性能能耐一定的酸碱腐蚀性，具有良好的抗疲劳特性。能保证25年的使用寿命。与硅片的相容性尽量使用软态焊带，降低电池片与硅片的热应力，降低裂片率。P20中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.3焊带的主要厂家及性能参数焊带的厂家国外的如Ulbrich，国内的焊带厂家很多，如Sveck、宇邦等。下边是对Ulbrich与Sveck焊带的性能比较项目UlbrichSveck铜基带尺寸1.5*0.15mm1.8*0.18mm1.5*0.15mm1.8*0.18mm镀锡层成份62%Sn36%Pb2%Ag单面镀锡层厚度0.03-0.05mm0.02-0.0275mm0.025~0.04mm0.025~0.04mm铜基材电阻率≤1.80*10-6Ω.cm≤1.80*10-6Ω.cm抗拉强度ExtraSoft220-276N/mm²UltraSoft220-269N/mm²150N/mm2延伸率ExtraSoft25%Ultrasoft28%15%注：焊带的断裂伸长率与焊带的硬度相关联，一般来说，焊带越软，断裂伸长率越大。P21中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD焊带3.4焊带的评价指标及检验方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，瑕疵按照来料作业指导书的要求检测力学性能抗拉强度/断裂伸长按照GB/T228要求测试（万能拉力试验机）电阻率电阻率测试供应商提供数据（可以送第三方检测）成分分析铜的纯度镀层成分分析外测可靠性参见附录参考IEC要求测试（参见附录）P22中国南玻集团股份有限公司CSGHOLDINGCO.,LTD硅胶4.1硅胶的分类1）单组分室温硫化硅橡胶2）双组分缩合型室温硫化硅橡胶3）双组分加成型室温硫化硅橡胶脱脱肟型脱酸型脱醇型脱胺型