光伏背板最强保护材料之比较探讨
氟膜以其优异的耐紫外、耐湿热、耐化学溶剂、耐磨性等性能并具有良好的绝缘阻燃性，成为光伏背板最可靠的外层的保护材料。
供稿单位：杭州福膜新材料科技有限公司
来源：《太阳能发电》杂志 2016年5月刊
原标题：光伏背板最强保护材料之比较探讨
【摘要】通过落沙试验、PCT老化测试结果表明：（1）S膜的耐磨性优于PVF；（2）S膜经过PCT300H老化后，TD向和MD向断裂伸长率分别为：371.2％、254.2％优于PVF的87.9％、135.1％；（3）水蒸气透过率S膜初始值仅为18.1g/㎡.24h，经过PCT300H老化后仅上升了3.2g/㎡.24h，优于PVF膜
关键字：S膜，PVF，落沙，PCT
1 前言
2015年全球新增光伏装机量达59GW，据Apricum的报告显示，至2020年全球年装机量可达92GW。随着年装机量的不断增长，光伏电站的质量问题频现，涉及光伏背板的问题如：开裂、破损、分层、变色。
氟膜以其优异的耐紫外、耐湿热、耐化学溶剂、耐磨性等性能并具有良好的绝缘阻燃性，成为光伏背板最可靠的外层的保护材料。
目前PVDF膜的加工工艺为吹膜、流延二种，其中由于吹膜工艺在制备过程中将膜进行了双向拉伸取向，MD向和TD向的力学性能均衡稳定。而流延工艺只有MD向进行了拉伸取向，TD向并未拉伸取向，所以流延法制备的PVDF膜TD向的力学性能差，容易断裂。PVF膜采用“糊式加工法”加工难度高、成本高并且上游原材料被垄断，几乎无降价的空间。
作为光伏背板界耐候性最好的两种材料PVDF、PVF，到底哪一种材料更强，能更好的保护光伏组件，延长电站的使用寿命，保证业主的收益，本文通过PCT老化并测试用单层吹膜工艺制备的PVDF膜、PVF膜的耐磨性、水蒸气透过率和断裂伸长率3个性能来考察、比较两种材料的强弱。
2 实验部分
2.1实验材料
国产吹膜法制备的PVDF膜（30μm，单层结构），以下简称S膜
进口PVF膜（38μm，单层结构），以下简称PVF
标准沙（粒径0.25~0.65mm）
2.2 主要仪器及设备
落沙耐磨试验仪： 上海魅宇QML
高压加速老化试验机：正航PCT试验箱PCT-550
QUV紫外线老化箱：Q-LAB公司
水蒸气透过率测试仪：permatran-w
2.3 性能测试
因本文试验中所用的测试方法为光伏行业通用方法，不再赘述，相关可参考标准GB/T 31034-2014。
3 测试结果
3.1 耐磨性能的比较
图1 S膜和PVF的耐磨性能比较
由图1可知，在初始状态下，S膜的耗沙量367L大于PVF的350L。PCT96H后，S膜略低于PVF。但经过QUV200KWH老化实验后S膜：317L，PVF：291L，耐磨性远好于PVF。
薄膜的磨损的发生主要有三个步骤：
A、 与沙子接触接触的高分子材料发生形变，这与高分子的结晶度相关；
B、 沙子与膜面相对运动的摩擦力；
C、 与沙子接触的膜面高分子链发生断裂，取决于材料本身的韧性和强度。
D、 最后膜被磨损和转移到沙子上
高分子的结晶度越高，分子间作用力越强，内聚能越高，强度越高，耐磨性越好，反之，分子间作用力越弱、内聚能越低，耐磨性越差。PVDF[-CH2-CF2-]-分子中由于二个F原子的存在使得其的内聚力远高于PVF[-CH2-CHF-]-分子的内聚力，所以S膜尽管厚度比PVF膜的厚度薄8μm，但耐磨性依然强于PVF膜。
同时，由于C-F的键能高达485KJ/mol，极耐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： 来源：《太阳能发电》杂志 责任编辑：wutongyufg
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