四、性能

作为组建保护材料，要求背板有各种优异性能，比如要有优异的绝缘性能，抗渗水性能，经受恶劣环境的耐候性以及自身优良的剥离强度等。

4.1、绝缘性

组件生产出来后，在实际使用过程中会遇见雷雨天气，雷电击在组件上会将组件击穿，导致组件内部互联条和汇流带瞬间电流极为巨大，会造成电厂内大量组件被烧毁，造成巨大的经济损失。因此组件在出厂前都要进行耐压测试，作为重要辅料的背板，对绝缘性有很高的要求。

背板的绝缘性主要体现在PET和含氟材料上。PET有着优良的绝缘性能，但是因为在结构上处在两层材料中间，所以背板的绝缘性能更多的体现在内外两层材料上。

含氟材料有非常优异的绝缘性能，因为氟原子核对其核外电子及成键电子云的束缚作用较强，氟原子极化率低，分布比较对称，整个分子是非极性的，碳氟化合物的介电常数和损耗因子均较小，所以其聚合物是高度绝缘的。

背板击穿电压强度一般要达到50KV/mm以上。

4.2、抗渗水性

上文已经阐述过， PET分子主链中含有大量的酯基，与水具有很好的亲和性，容易产生水增塑，同时即使微量的水分也会导致分子主链的降解。所以背板的背面材料要有非常好的抗渗水性，以免渗进水蒸气使PET分解老化，进而腐蚀EVA和电池片，影响组件使用年限。

背板抗渗水性的衡量参数是水蒸气透过率，测试原理是在在一定的温度下，

 

使试样的两侧形成一特定的湿度差，水蒸气透过试样进入相对干燥的一侧，通过测定透湿杯重量随时间的变化量，从而求出试样的水蒸气透过率。

背板的水蒸气透过率一般要求小于1.5g/m2.d。

4.3、耐候性

耐候性是指：材料如涂料、塑料、橡胶制品等，应用于室外经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。

背板的含氟材料有优良的耐候性，因为由于C-F键的键能比C-H键的强，氟原子的电子云对C-C键的屏蔽作用较氢原子强，因而氟原子可以保护C-C键免受紫外线和化学物品的危害， 使得含氟聚合物具有优异的耐候性，耐久性和抗化学品性能。

4.3.1、耐高、低温

如前所述，组件的工作环境非常恶劣，有的工作温度非常高，如热带地区；有的非常低，如高海拔地区；有的昼夜温差非常大，如沙漠地区。组件各原辅料对温度都比较敏感，比如EVA，温度高会变软膨胀，甚至老化黄变；温度高还会加速PET的分解老化。因此要求背板要有优良的耐高温，耐低温性能。

背板耐候性测试如表2所示：

实验

条件（2000h）

温度/湿度

85 °C ，85% RH

冷热循环

85 °C to –40 °C

湿气冻结

85 °C to –40 °C w/ RH

4.3.2、耐紫外线

紫外线对组件原辅料都有一定的破坏，尤其是高原地带空气稀薄，紫外线福照度很高。组件背板对耐紫外性也有较高的要求，氟材料完全可以满足。

所谓的紫外光部分，即波长为700～200nm之间的光子，而全氟有机化合物的共价键能达544KJ / mol，接近220nm光子所具有的能量。由于太阳光中能量大于220nm的光子所占比重极微，所以含氟材料耐紫外性极好。

耐紫外线测试一般按照QUV（加速老化试验箱）标准，人工紫外光照射1000小时，常用氙弧,碳弧,荧光及水银等人工光源的老化测试箱进行试验。

4.4、伸缩性

背板的伸缩性主要影响组件生产环节当中的层压环节，伸缩性大的背板在层压过程中会带动EVA收缩，引起电池片移位甚至并片造成电池片碎裂。

伸缩性实验方法为：将300×600mm大小的背板放在层压机内压三十分钟，温度设定为150℃，完成后测量尺寸，取差值比上原尺寸得收缩率。收缩率分纵向和横向，一般纵向要大于横向，但是要求都要小于1%。

4.5、剥离强度

剥离强度指要分离胶结的两个面，单位面积上需要施加的最小压强，单位为N/mm2 或Mpa /cm2。

剥离强度分两种，一种是背板本身层与层之间的剥离强度，一种是背板与已

交连的EVA之间的剥离强度。剥离强度体现了背板的两个重要性能，即自身层间粘结强度和与EVA的粘结强度。

一般来说，氟材料具有低的表面自由能，自由能常用来表示聚合物表面和其他物质发生相互作用能力的大小，一般有机物表面能的大小为 11～80 mJ/m2，而含有氟烷基侧链的聚合物的自由能一般在 11～30 mJ/m2，低表面自由能的高分子含氟聚合物材料使其表面难以润湿，具有憎水憎油的特性，防污染能力强。同时也注定了含氟材料难以与其他材料吸附粘结，因此，无论是层间粘合剂还是EVA，在与含氟材料粘结时需要经过特殊处理。比如，背板复合时所用的胶黏剂是经过特殊工艺制造的；又如，双面含氟背板与EVA接触的含氟面是经过特殊处理的，否则达不到要求的剥离强度或粘结强度。

4.5.1、层间剥离强度

层间剥离强度是指将背膜各层分离开所需的最小压强。层间剥离强度只是针对复合工艺生产的背膜。复胶型背膜由于其内部PET基材两面存在胶粘剂，而胶粘剂的质量水准不一，加之
复合工艺良莠不齐，所以有必要对背板层间剥离强度进行测试。一般要求层间剥离强度≥ 4N/cm2。

4.5.2、与EVA剥离强度

氟材料本身表面张力很低,23达因左右,基本和其他材料都不粘。所以对氟层的表面处理很重要，PVF确实处理的很好，表面张力大于70，目前表面处理有很多方法，一般是电晕或者离子表面处理，也有的在氟材料中直接处理，但是一个原则就是不能丧失氟材料本身特性。

与EVA剥离强度一般要求要低于20 N/cm2。

4.6、阻燃性

阻燃性是指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。

阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增： HB：UL94和CSA C22.2 No 0.17标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。 V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。 V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。 V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下 。

一般而言，PVF的阻燃等级为V-1，PVDF和THV为V-0。PET需要添加阻燃剂方可以达到相应阻燃等级。