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你真的了解  PVDF薄膜吗?
【更新时间: 2018-10-10 16:10:31】 【点击次数: 】 【字体: 】 【打印本页】 【关闭本页

  2016年以来随着光伏行 业成本下行压力,PVDF薄膜国产化呼声越 来越强烈,国内部分一线组件大厂已经开始把国产PVDF薄膜录入合格供应 商BOM, 但仍有质量要求较 为严格的部分一线组件大厂坚持使用进口PVDF薄膜,并愿意付出 稍高的成本坚守质量底限。
  太阳能取之不 尽用之不竭,作为最重要的清洁能源太阳能越来越受到人们的重视。随着光伏平价上网脚步的日益临近,产业链各个环节都有着降本提效的巨大压力,作为太阳能组件最重要的封装材料-太阳能电池背板也 面临巨大压力。目前市场上的太阳能电池背板种类繁多,设计寿命一般为25年,满足组件生命 周期的使用需求。从总体上来说,背板主要分为复合、涂覆及其他三种类型。
  复合型太阳能 电池背板以中间层PET聚酯薄膜为基础在 内外侧通过胶黏剂贴合含氟薄膜制得(部分厂家为降低成本内层也会选用非氟E层),所用含氟薄 膜主要分为两大类,一类是PVF薄膜(简称    T膜),又名聚氟乙 烯薄膜,另一类是PVDF薄膜(简称    K膜),即聚偏氟乙 烯薄膜。涂覆型太阳能电池背板也是以中间层PET聚酯薄膜为基础在 内外层涂覆含氟树脂涂料制得,其无需胶黏剂与复合型背板相比具有生产周期短、性价比高等特点。其他类型的背板主要是以聚酰胺(俗称尼龙)为材料通过共挤工艺制得。背板内外层材料选择使用含氟薄膜或含氟树脂涂层业内 已有共识,但并不是所有氟材料都有长期的户外实际使用经验,目前经过25年以上户外实际验 证的氟材料只有美国杜邦公司的Tedlar? PVF含氟薄膜以及日本 大金公司的Zeffle四氟树脂。 PVDF薄膜虽然也是含氟 材料,但户外实际应用年限较短,且目前能批量生产PVDF薄膜厂家的产品性 能表现参差不齐,主要表现为结构、厚度、配方不同以及其原材料PVDF和亚克力来源不同 ,使其在户外使用中存在较大不确定性。


  PVDF薄膜的由来
  在光伏行业起 步的前些年,光伏背板材料端一直是杜邦的Tedlar? PVF薄膜(简称    T膜)占据了市场的 主流,各大终端、组件厂也是在这个时候认识了T膜这种材料,并且 也在实际的产品中大规模应用。由于杜邦T膜的产能限制,相 应背板产品满足不了市场快速扩张的需求,另外杜邦T膜产品售价较高, 促使行业开始探索寻求一款低成本的含氟薄膜替代杜邦T膜,这就给了 PVDF薄膜一个发展的良 好窗口期,2009年左右,法国阿科 玛公司开发了三层结构的Kynar? PVDF薄膜(简称    K膜),并注册商标 KPK?,其产品定价低于 杜邦T膜产品,产能也快 速扩张,业内客户逐渐接受并开始采用此K膜产品,但由于三 层结构的PVDF制作工艺较为复杂 ,成本仍然高于市场预期,于是工艺更为简单的单层PVDF薄膜应需而生,同 样简称为K膜,成本随工艺简 化大幅降低,受市场扩张及低成本需求影响,韩国,日本地区几家公司迅速加入到单层K膜的生产行列并占 领了部分细分市场。时间来到2014年,中国部分企业 察觉商机也纷纷加入到单层K膜生产行列,以更 低的价格博取市场的青睐,但由于质量还无法达到进口K膜水平,迟迟未被 市场普遍接受,仅受限应用于小型项目或冒充进口K膜被采用。截止 2016年底K膜类复合背板整体 市占率接近50%,凭借低廉的价格 K膜也成为重要的背 板复合材料之一。
  PVDF薄膜的配方及工艺
  PVDF是目前使用量第二 大的氟塑料,PVDF颗粒自身难以成膜 ,如若要把PVDF颗粒制成薄膜必须 添加其他材料—30%左右的聚甲基丙烯 酸甲酯(简称PMMA,俗称亚克力)作 为增塑剂以提高其成膜性,加入PMMA后的PVDF在熔融状态下更容 易成膜。关于PVDF薄膜的成膜工艺市 场上以吹膜和流延两种成型工艺为主,这两种工艺在食品、药品、日用品等包装材料上有较为成熟的生产经验,因此操作难度与工艺控制相对简单。
  PVDF薄膜的性能隐患
  1.断裂伸长率

  PVDF中加入大量 PMMA后会影响薄膜的抗老化性能,主要表现为断裂伸长率 低,一般低于30%。为了弥补这个缺 陷,个别厂家在配方中添加弹性体以达到更高的测试结果。通过这两种成型工艺制备的薄膜在纵向有不同程度的拉伸,但在横向的拉伸都很弱或甚至没有拉伸,造成薄膜横向机械性能均较差,这也是目前为止PVDF薄膜从根本上较难 解决的问题,面临着巨大的开裂风险。

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