光伏背板最強保護材料之比較探討
氟膜以其優異的耐紫外、耐濕熱、耐化學溶劑、耐磨性等性能并具有良好的絕緣阻燃性，成為光伏背板最可靠的外層的保護材料。
供稿單位：杭州福膜新材料科技有限公司
來源：《太陽能發電》雜志 2016年5月刊
原標題：光伏背板最強保護材料之比較探討
【摘要】通過落沙試驗、PCT老化測試結果表明：（1）S膜的耐磨性優于PVF；（2）S膜經過PCT300H老化后，TD向和MD向斷裂伸長率分別為：371.2％、254.2％優于PVF的87.9％、135.1％；（3）水蒸氣透過率S膜初始值僅為18.1g/㎡.24h，經過PCT300H老化后僅上升了3.2g/㎡.24h，優于PVF膜
關鍵字：S膜，PVF，落沙，PCT
1 前言
2015年全球新增光伏裝機量達59GW，據Apricum的報告顯示，至2020年全球年裝機量可達92GW。隨著年裝機量的不斷增長，光伏電站的質量問題頻現，涉及光伏背板的問題如：開裂、破損、分層、變色。
氟膜以其優異的耐紫外、耐濕熱、耐化學溶劑、耐磨性等性能并具有良好的絕緣阻燃性，成為光伏背板最可靠的外層的保護材料。
目前PVDF膜的加工工藝為吹膜、流延二種，其中由于吹膜工藝在制備過程中將膜進行了雙向拉伸取向，MD向和TD向的力學性能均衡穩定。而流延工藝只有MD向進行了拉伸取向，TD向并未拉伸取向，所以流延法制備的PVDF膜TD向的力學性能差，容易斷裂。PVF膜采用“糊式加工法”加工難度高、成本高并且上游原材料被壟斷，幾乎無降價的空間。
作為光伏背板界耐候性最好的兩種材料PVDF、PVF，到底哪一種材料更強，能更好的保護光伏組件，延長電站的使用壽命，保證業主的收益，本文通過PCT老化并測試用單層吹膜工藝制備的PVDF膜、PVF膜的耐磨性、水蒸氣透過率和斷裂伸長率3個性能來考察、比較兩種材料的強弱。
2 實驗部分
2.1實驗材料
國產吹膜法制備的PVDF膜（30μm，單層結構），以下簡稱S膜
進口PVF膜（38μm，單層結構），以下簡稱PVF
標準沙（粒徑0.25~0.65mm）
2.2 主要儀器及設備
落沙耐磨試驗儀： 上海魅宇QML
高壓加速老化試驗機：正航PCT試驗箱PCT-550
QUV紫外線老化箱：Q-LAB公司
水蒸氣透過率測試儀：permatran-w
2.3 性能測試
因本文試驗中所用的測試方法為光伏行業通用方法，不再贅述，相關可參考標準GB/T 31034-2014。
3 測試結果
3.1 耐磨性能的比較
圖1 S膜和PVF的耐磨性能比較
由圖1可知，在初始狀態下，S膜的耗沙量367L大于PVF的350L。PCT96H后，S膜略低于PVF。但經過QUV200KWH老化實驗后S膜：317L，PVF：291L，耐磨性遠好于PVF。
薄膜的磨損的發生主要有三個步驟：
A、 與沙子接觸接觸的高分子材料發生形變，這與高分子的結晶度相關；
B、 沙子與膜面相對運動的摩擦力；
C、 與沙子接觸的膜面高分子鏈發生斷裂，取決于材料本身的韌性和強度。
D、 最后膜被磨損和轉移到沙子上
高分子的結晶度越高，分子間作用力越強，內聚能越高，強度越高，耐磨性越好，反之，分子間作用力越弱、內聚能越低，耐磨性越差。PVDF[-CH2-CF2-]-分子中由于二個F原子的存在使得其的內聚力遠高于PVF[-CH2-CHF-]-分子的內聚力，所以S膜盡管厚度比PVF膜的厚度薄8μm，但耐磨性依然強于PVF膜。
同時，由于C-F的鍵能高達485KJ/mol，極耐UV光老化，即高分子材料含氟量越高，越耐UV老化。S膜中PVDF分子的氟含量59％高于PVF分子的氟含量41％，所以QUV200KWH老化后，S膜的耐磨性依然好于PVF膜的耐磨性。
作者： 來源：《太陽能發電》雜志 責任編輯：wutongyufg
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