■《光能》/ 总编 / 曹宇
长期以来,PET 背板一直被视为一种低成本的解决方案,在光能举办的一些组件技术会议上,PET 背板也受到含氟背板厂家激烈的质疑。同时其它技术路线的企业也在不断地宣称 PET 背板的不可靠,PET 背板的生存环境可谓战天斗地:其它各种路线都宣称自己和其它种类的产品各有优劣,客户根据侧重不同选择不同的产品,但无论是 TPT、TPE、KPK、KPF 还是其它种类的背板企业,谈起 PET 都是一致认为这是种不可靠的廉价替代品。
对此,全球第一的 PET 厂商日本东丽有话要讲。
“以前的 PET 确实是不好的材料,实际上即使是含氟背板中,中间层一般也是用的质量较差的 PET,因此容易出现老化变脆的现象。” 东丽日本环境能源开发中心的寺田先生说,“现在我们用的是特殊的新型超久耐候性 PET。” 在他为笔者展示的老化试验后的两小块含氟背板和 PET 对比中,可以看到含氟背板的含氟层安然无恙,但由于为了平衡成本中间层使用的是质量较差一般的 PET,老化试验后变得很脆,失去防护效果,而新型 PET 则表现良好。东丽推出的是新一代超久耐候性 PET 背板。
20 世纪 90 年代,受日本企业委托,东丽全球首家研发出 PET 背板,到现在已经有 20 来年的历史。这 20 年里东丽迄今没有收到过任何的投诉。这家公司在去年还通过自主开发的高分子材料 “Polymer-1” 而生产的 “聚合物有机薄膜太阳能电池” 达到了全球最高的 10.6 转换效率。
目前 PET 背板占据市场 1/3 份额,正如晶硅与薄膜之争一样,做为媒体,很难对此下一个明确的结论,但对于组件企业来说,需要更好的了解不只是已经放在购物车上的材料,而是那些还未列入采购计划的产品。对光伏行业来说,有创新,才有希望。
Q:请介绍东丽光伏事业的展开情况。
A:东丽是全球著名的材料厂商,也是世界第一的 PET 厂商,在全世界都有工厂,拥有全球一体化的供给体制。光伏事业方面,我们拥有强大的研发团队,除了进行背板的研究开发之外,电池和接线盒等元件所用材料的研究开发也在积极展开之中。目前市场中 PET 背板占 33%,其中 90% 使用的是东丽的 PET 薄膜,30% 是东丽的 PET 成品背板。东丽的市场地位由此可见一斑。
20 年前,我们受日本客户的委托,开始研发不含氟背板。我们是最早的非氟背板厂家,相应的日本也是最先接受非氟背板的国家。东丽是日本非常有名望的材料公司,很多客户对我们有很强的信赖感,到现在 20 年的时间过去,我们还未收到一例客户投诉。我们现在希望将我们的技术推广到中国市场。实际上我们也有氟材料的生产能力,但考虑到氟材料回收处理会可能对环境带来影响,最后选择了 PET 材料。
Q:业内普遍认为非氟背板是一种廉价的替代品,甚至直接说 PET 背板不可靠,您如何看待这个说法?
A:我们认为氟材料是非常好的材料。但是刚才我们也提到过,一般的 PET 由于抗紫外线和耐久性上并不是非常好的材料,因此 TPT 背板通过上下两层的氟材料保护中间的 PET 层。
但双面含氟的 TPT 如果中间的 PET 耐水解性能不好,即使双面含氟也没有用,所以我们认为一般的 PET 并不适合作为光伏材料来使用。东丽成功开发出了比一般 PET 更具有良好耐久性,耐 UV 方面也达到与氟膜相等水平的超耐久 PET 材料,并拥有一定的使用实绩,也受到客户广泛好评。在双 85 检验中,3000 小时后,其它品牌的背板伸长率几乎为零,但东丽的高性能背板还是保持着很好的伸长性能。
PET 的种类很多,有好有坏。单纯的为了降低成本的 PET 质量肯定不过关,这也是含氟背板企业诟病非氟背板的原因。东丽开发出的比较先进的超耐候性 PET 和背板确实具有卓越的性能。先抛开 PET 本身材料的优劣性不讲,其实大部分背板都是由氟材料或其它几层材料与 PET 层复合而成的,所以单纯的说 PET 不可靠是自相矛盾。因为大家都把目光集中在了抗 UV 性方面,而忽略了另外一个比较重要的特性 - 长期耐湿热老化后的性能。
Q:但是日本家用光伏电站和中国西北部地面电站的实际使用情况差别很大,后者的环境恶劣得多,有温差大、强紫外、散热等问题。PET 背板是否能够经受住考验?
A:我们进行过与中国实际环境相类似的各种环境的模拟试验,产品的性能表现都非常良好。我们相信户外 25 年使用期限的是没有任何问题的。
背板中,含氟背板的 TPE 的 T 层很稳定,E 层受紫外线的影响较大。非氟背板本身抗紫外线能力也不强。基于此点,我们的背板在后面涂了一层灰色的耐候性涂层,目的是就是保证我们的 PET 不受紫外线影响。正如东丽的口号 - Innovation by Chemistry,我们一直坚持以化学为主导,不断追求创新。根据产品所实际使用的环境和材料性能做适当设计和构造调整,来开发更加创新,接地气的产品。
同时我们也是业内最早推出 “落砂实验” 的厂家。
结果:①砂的直径:(88% 以上)集中在 63μm~250μm。②其中 63μm~125μm 的砂的比例很高。③63μm~250μm 的砂,由于采集的高度而导致的比例差距很小。
假设组件被设置在地表 30cm 以上的高度,根据上述信息,选取了砂径的中间数值 180um 的人工砂进行落砂试验。
除此之外,我们还对中国新疆塔克拉玛干沙漠地区进行了相关文献调查。
塔克拉玛干沙漠的砂比阿拉伯酋长联合国的砂径要细,砂径为 63~125um 的最多。和塔克拉玛干沙漠的砂粒撞击方式相比,东丽的试验法更加苛刻。东丽独自进行了背板的落沙试验,并根据目前为止的实验结果对可以设置光伏组件(使用东丽背板)的区域在进行了归纳。在塔克拉玛干沙漠沙量在 9860kg/㎡・年以下的区域可以设置组件。目前我们正在继续增加沙量进行进一步试验中,以便彻底研究可以设置使用东丽背板组件的区域。
Q:东丽的研发方向是什么?
A:大家都知道为保护组件不受环境影响,背板起着很重要的作用。客户的角度考虑他们的发电成本及发电量和电站寿命方面,所以我们关注点是背板的价格、性能、寿命和工艺。我们的理念是品质要和 TPT 抗衡,但是成本要比 TPT 低。
我们领先于其它背板厂商的是更多关注组件和背板的匹配性,如何开发收益更大和耐久性能更好的背板。目前光伏行业的重心是如何进一步降低成本,所以我们的切入点是不用成本较高的氟膜,而是对中间的 PET 层进行改良。在日本背板厂商有很多,也包括我们的东丽加工,但几乎所有的原膜都是从东丽购买。我们希望把这个产品介绍给中国市场的客户,加深他们的了解。
我们的长处在于对 PET 的解决方案,从 PET 材料本身做出改良,PET 原膜经过改良比一般材料好很多。在做成薄膜的同时,我们根据客户需求做了一些调整,而且我们自己生产所有产品,内部结构和材料方面各部门更容易协作。
Q:PET 背板成本能够比 TPT 背板降低多少?
A:和 TPT 比较低 20%,比 TPE 低 10% 左右。主要是外层两个材料差别太大,差不多是 10 倍,所以很多厂家为了控制成本呢,中间的 PET 也会倾向于选择质量较差的 PET,所以同样存在隐患。为组建厂商节约成本的同时,更重要的是我们的产品还会为他们创造出更高更好的额外价值。由于我们的背板内层(与 EVA 粘着)具有比较高的反射率,对组件发电性能的提高有较大贡献。我们测试过使用我们背板的电站,大概发电量能够比普通的 TPE 背板高 1%。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201412/30/50021817.html

