气候型组件的背板选择要领

苏州赛伍是一家什么样的企业呢?我简单介绍一下，我最近在网络上看到有一个这样的新闻，如果没有什么什么，将会怎么样。我跟朋友开玩笑，如果没有舒耀兰，赛伍将怎样，我的答案很肯定，赛伍照样发展。但是我同样用这样一个造句，如果没有赛伍，光伏将怎么样，我的答案依然肯定，光伏照样发展，但是或许会有一些遗憾，这个遗憾来自哪些方面呢?第一，至少在我们光伏界又少了一个世界第一，赛伍背板目前已经是全球最大的背板企业，与天合一样，连续两年市场份额全球最大。第二个遗憾，我们在背板这个关键材料领域是唯一一个实现所有关键材料全部国产化的企业，包括外面用到的覆膜，关键的胶水等等。在2009年的时候，我们所有的组件厂遇到一个最大的困难，在扩产的时候遇到了关键材料的短缺，比如说全球买不到背板，这里面很大的原因就是一些关键材料都在国外的厂商手里，那时候所有的背板厂都是国外的，但是现在这个局面在赛伍的努力下已经改变过来了，现在背板的国产化市场占比已经达到70%以上。除了在背板以外，我们同样在未来发展看好的双玻领域有一些产品。除了组件上的，还有电站维护方面的业务，比如修补胶带、修复液，以及支架上经常会用到的防锈处理的材料，以及我们组件上用到清洁的材料，这都是我们未来在材料领域贡献的所在。

我们今天的主题是“气候型组件的选择要领”，我们先看看气候，这是一个光伏资源的图，这边有一个斜线，简单的把中国分成西北和东南两大块，从这个资源的颜色就可以简单地做这样一个区隔，大体的一个呈现的特点就是，高原的资源优于平原，在西北的资源要比东南部好，当然这个分类各有不一样，这只是我们在这上面的见解之一，仅供参考。

同样的，我们再看看气候的情况，这边是中国各个地区的降水量的情况，大体呈现也是和西北、东南的分界比较明晰的，东南部的降水量远远高于西北部。

同样我们再看湿度，湿度和降雨是成正比例相关的，从那边那张图大家也可以看到东南部的湿度是远远要高于西北地区的。

我们再看另外一个气候情况，就是随着工业的发展，常见的酸雨，这个是涉及到腐蚀性的问题，因为我们的组件是在大气中，会面临各种各样的威胁，下酸雨的次数，以及它的酸碱度都很明显的看到，东南部要比西北部的酸雨腐蚀强得多，所以要提醒大家，在不同的地区在选材上要注意到这些特点。

前面我们简单地对气候情况做了一个区隔，我们把西北部定义为一个干燥型气候，辐照强度比较大，风沙也比较大。东南部的降雨量大、湿度大，所以它属于一个湿润性地区，它的辐照强度是属于三类地区，属于中等，第二个特点是酸雨多，材料抗腐蚀性的要求比较高。

对应这样的两个特点，我们简单地归结一下这两个地区，我们在背板选材上的要点。这个背板在整个组件里面属于高分子材料，组件的其它材料，在抗紫外线、抗酸、抗碱的环境下问题不大，但是这个背板属于一个高分子材料，所以在这些方面要特别关注外界环境对它的侵蚀。很明显，在西北这种干热型的地区，它的最主要的气候特点就是紫外线强和风沙比较大，我们用到背板上的材料就要具备强大的高抗紫外线和高耐风沙性，另外在湿热性的地区，很明显它的湿度大，酸碱腐蚀性强度比较大，我们在选材的时候要注意，我们所用到的材料在这两个方面是否具备优异的性能，这个不仅是绝对值，更要提醒大家的是在条件和成本可靠的前提下，要选择尽可能符合我们这样一个指标的材料，通过它要承担两个特性，因为湿度大，水气量大，当水气进入到我们的电器设备里面，肯定会造成电子电路的损坏、短路等等问题，包括电阻增高、功率下降的问题。所以阻水透过去的量越少越好，所以这个指标是越小越好，当然也不至于到零。第二个就是要高耐腐蚀，我刚才讲了，这个酸的性质还是比较强的，刚才讲PH值已经达到4，甚至有的只有3了，这个强酸的腐蚀性是比较大的。目前这个材料还是以氟材料为主，第二个解决方案就是玻璃，也就是我们的双玻组件，对付这种强酸强碱，包括阻水，这都是有优势的地方。

结合这个特点，简单看一下背板的结构，传统的背板就是个三明治，为什么是三明治?我后面会讲。如果一个材料对上面这些特性都能耐得住的话，一个材料就搞定了，但是现在还找不到这样完美的材料，所以就要找多个材料组合，一个好汉三个帮，共同来承担这个使命。中间层是最核心的一层，因为它主要是起到绝缘、阻水的目的，我们的背板不是提高它的某些功能，最大的功能就是两个，第一个是绝缘，第二个是阻水，这是涉及到安全的，阻水是使我们的设备的功能安全。绝缘是保护我们的运维人员和安装人员的人身安全。在保证这两个安全的前提下，我们再为大家创造更多的附加值，这才是这个问题的核心。这个中间层的材料，我们一般选择的是经济实惠量又足的拒之1薄膜，就是我们熟悉的PET。PET是什么东西?就是大家桌面上的矿泉水瓶的材料，这是最普通的PET树脂。当然我们用到光伏产品领域，早期背板都是用的这种最普通的，后来大家发现这个中间的材料的重要性之后，做了一些强化改进，主要做两个方面的强化改进，如果我们想把这层材料直接让它裸露在空气中，势必要对抗紫外线做一个强化处理，这里就要添加一些抗紫外剂，如果我们仍然把它作为一个中间的主材放在中间使用，主要还是在它的耐水解和绝缘上面做改进。另外因为这个PET有很多优点，包括耐热型、经济、绝缘性更高，它属于一级绝缘材料，包括它能耐一定的酸碱，但是它有一个缺点，就是它的这种高分子材料的分子结构决定它对紫外线没有很大的防御能力，一般的矿泉水瓶放到太阳地下暴晒，5到10年就可以降价。在西北有很大的紫外线的攻击的话，这种材料是不适合直接裸露的，所以要给它穿一个盔甲，这个盔甲就是一个氟材料，因为这种氟材料的分子结构决定它自身的强大，它能够抵抗紫外线的照射，所以用这种含氟的聚合物当一个挡箭牌，起到挡住紫外线的作用。同时这样的材料的稳定性也非常高，耐酸、耐碱方面的作用也是非常强大的，所以这个材料的选择是基于这样的原理。

内层我们早期用的跟外层是一样的，那是因为我们当初在设计背板的时候，没有考虑到度电成本的概念，有东西就来用，所以内层和外层用的都一样。但是现在我们在追求这么高精度的度电成本和效能的时候，再这么任性地使用这个材料，肯定是不够科学的，所以我们要结合内层的特点和外层的差异，来做一些更适合度电成本需要的产品。内层的主要功能是承担两个，第一个是承担从正面经过了玻璃，经过了UVA，经过了电池的遮挡，大概还有不到10%的能量的攻击，第二个是它要跟电池能粘得住，只要符合这两个功能的材料都可以用在内层，目前我们首选的还是氟聚合物，因为它正面也是有紫外线透过来的，其次才会选择聚乙烯类这种材料，经过改性之后才能承担这样的功能。

我们赛伍公司有很多的创新的创举，这种KPF结构的背板正是基于我刚才讲的两个要点，一个是组件成本，第二个是未来平价上网的需要，我们做了这样的调整，把中间层的厚度加厚了10微米，把中间层PET的普通等级提高了一倍，它的耐水解能力提高一倍。个别客户如果认同赛伍的提议，中间PET的等级可以提升，当然这有一定的成本的代价在里面。外层我们保持不变，采用传统结构，因为它的外层还是要承担很大的紫外线攻击，这个我们不动。内层我们做个细微的调整，因为内层和外层的环境不一样，所以我们把内层变得更薄，另外我们把内层的一层胶水省掉了，胶水是一种高分子材料，要尽量少用，所以把它干掉了，直接让内层的氟在我们表面成膜，减少它的损耗，这样也可以降低它的成本，当然功能也不能失去，我们内测的覆皮弱抗AEC可以达到300千瓦时，我们早期的指标对抗AEC的要求是15千瓦时，这个太低了，现在大家提高了这个标准，天合把这个标准提高到120千瓦时，我们认为还是太低，特别是在西北，我们认为要在200千瓦时以上，所以我们把它提高到300千瓦时，让它在任何地方都可以使用。

现在这款材料对东南部的分布式电站来谈它有一个不足，就是水气透过率，所以我们有一款专门为东南部设计的背板，它在水透上就做得比较好。水气透过率这个问题，早期做过半导体的都有体会，像日本的东芝、夏普也是特别关注这两个指标，它对紫外线倒不是特别关注，所以日本在选择背板材料的时候，它对你含不含氟并不关心，他对水透、湿热实验这些，它一般要3000小时，有的甚至要4000小时，他们对这些比较敏感，因为他们早期都是作半导体的，对晶元封装、手机芯片、IC芯片，这里面是容得丝毫的水气进去的，一进去这个设备就完蛋了，所以他们结合以前半导体的特点，对水的关注远远高于中国企业，我们中国企业在光伏领域很少有从半导体产业转型过来的，所以我们在做背板的一开始就认为，整个行业的背板这一块在水透彻这样一块要提到很高的认识。在耐水的问题上我们也做了一些强化，结合气候的特点、成本的需要，以及它的功能的满足性，设计了这样一个结构。

这是相关的一些测试数据，只是跟大家做个对比，传统结构的水气透过率更差，大家主要关注常温下的水气透过率，我们认为更要关注它在高温下的水气透过率，因为我们的主机工作的时候都是五六十度的温度，特别是在东南部，温度又高，湿度又高，这个水气透过量要远远大于现在常规的测试标准的范畴。

除了单玻满足东南地区湿度高或者是酸碱度高的要求之外，还有另外一个材料就是双玻。因为它是双玻，所以中间需要胶，以前用的EVA，它的水气透过率高，且易分解产生醋酸气体。双玻组件的侧面都不封边，水从正面、背面进不去，它从侧面进去，这是现在困扰双玻组件的问题。怎么解决侧面渗水的问题呢?现在找到一个比较有性价比的方法，就是用POE，这个材料现在大部分做双玻组件的用得还不多，因为它目前的成本还比较高，另外它的承压时间比传统的EVE的承压时间更长，这就影响到效率和成本的问题。还有一点，它的有些工艺不好控制，容易产生一些气泡，经过后面的工艺完善是完全可以克服的。我们在这个领域有一款专门为双玻组件做的材料叫POE，这个特点就是阻水性能好，然后我们还做了一个改进，就是把最后面那一层变成白色，白色的好处当然是可以增加光的利用率，提高组件的功率。还有一个是有耐热性，它可以满足实际的需求，并且它不会产生气体，另外一个是体积电阻率比较高，可以防止PID的产生。

前面大致讲了我们的背板在这两个典型气候地区，一个是西北，一个是东南分布式电站遇到的特点和它的选材的要点，接下来简单再把这个选材的一些原理性的东西给大家看一下，为什么背板一定要用这种三明治结构?大家仔细看一下，在绝缘性能上，它要保护人的安全，在阻水上是要保护电气电路的安全。要满足这样的需求，选聚酯薄膜PET就可以了，但是因为组件要使用25年以上，而PET自身的抗紫外线能力不强，裸露在阳光下一般的寿命为5到10年，所以需要在PET表面覆膜，来阻隔紫外线，保护PET。目前大规模商品化用于背板的是PVF、PVDF。

我们再看看这两款材料应用的领域，其实在光伏领域不是它最早的应用对象，最早的应用对象是在建筑外墙，像上海的东方明珠电视台，它上面就是做了氟涂层，还有石油管道都是要做这个处理的，还有飞机的内壁也是做了氟处理，还有锂电池膜，这也是现在最热门的，把氟树脂大量应用在这个领域。这都是在气候比较严苛，或者是比较恶劣的环境中大量使用的材料。

我们再说中间这个材料的分子结构，我们说这个PET不耐水解，下面有它的分子结构，我们看它遇到水怎么水解，加上水、加上高温之后，它会产生醋酸、气体，所以它在这两个方面是缺点，我们就要进行改革，让它成为一个相对比较完美的材料。它不易水解，我们就要加耐水解剂，让它耐水解。它对紫外线不敏感，我直接帮它穿一层含氟的盔甲。

以上就是我跟大家分享赛伍在背板领域给大家的一些建议，谢谢大家。