1.0绪论
太阳能组件使用铝合金边框作为最终的封装材料，与有机硅胶结合，将电池片，玻璃等原辅料封装保护起来，使得组件的各项性能得到有效提高，能够经受住不同环境的考验。铝边框在设计过程中考虑到了组件的自重、风载荷、雪载荷及其他活载荷的因素，使其机械强度足以支持组件长期工作。同时，由于有铝边框及硅胶的存在，钢化玻璃得到了更好的保护，运输过程更方便安全。
2.0膜厚与硬度
铝，银白色轻金属。有延性和展性。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,是一种既可以被酸腐蚀，也可以被碱腐蚀的金属，不溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。
2.1氧化膜
为克服铝合金表面的性能缺点，扩大应用范围，延长使用寿命，通常需要对表面进行相应的处理以增高强度、耐磨性、电绝缘、耐腐蚀性等，亦可以用铝氧化膜的多孔性引入新的特殊功能，如装饰及光电性，电磁性。
铝合金表面处理技术有：表面机械预处理（如抛光、发线、扫纹等）、化学预处理或化学处理（化学转化膜或化学镀等）、电化学处理（阳极氧化或电镀等）、物理处理（喷涂、塘瓷珐琅化或其他物理表面改性技术等）。
阳极氧化是目前铝表面处理中应用最广与最成功的技术，目前通用分类为普通阳极氧化，硬质阳极氧化和微弧氧化。其过程为：
将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金被氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2000V ，增强了抗腐蚀性能 ，在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。
2.1.1阳极氧化膜的特性
（1）耐蚀性。膜厚及封孔质量直接影响使用性能。
（2）硬度和耐磨性。，普通阳极氧化膜可达HV300，而硬质膜则可达HV500，硬度和耐磨性是一致的。 （3）装饰性。既保持金属的光泽和质感，又可以染色成丰富多彩的彩色。 （4）有机涂层和电镀层附着性。可有效提高表面层的附着力和耐蚀性。 （5）电绝缘性。铝是良导电体，而氧化膜则是高电阻的绝缘膜。
（6）透明性。铝纯度越高，氧化膜透明度越高。 （7）功能性。利用氧化膜的多孔性，可在微孔中沉积功能性微粒，得到功能性材料。
2.2型材硬度
2.2.1硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好，机械强度越高。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。维氏硬度（HV）被应用于所有金属，并是应用最广泛的硬度标准之一。
硬度与耐磨性和机械强度是一致的。硬度越高，耐磨性越好，机械强度越高，抗弯曲强度越高，承受压力越大，抗机械冲击能力越强。太阳能铝边框要求铝基材的硬度为HV100及以上。
3.0膜厚、硬度对组件的影响
3.1膜厚
如上所述，阳极氧化膜具有耐蚀性、硬度高和耐磨性好、电绝缘性高等特点，厚度越厚（5~20μm）各性能越优越。
表1 国标对膜厚的规定（橙色表示太阳能铝型材适用范围）
如果膜厚达不到要求，耐磨性会大打折扣，则会导致铝基材裸露在外界环境中，容易被环境中各种成分所腐蚀。铝基材既可以与酸性成分反应，也可以与碱性成分反应，容易被环境中的酸雨、碱性水（盐碱地）等腐蚀。腐蚀之后会影响组件的各种性能，比如绝缘性降低，使组件的安全（防雷）系数降低。长期受腐蚀会使铝边框整体性能急剧下降，严重影响组件的使用寿命。
3.2硬度
型材硬度体现在组件上主要是机械强度。组件在使用过程中，考虑到组件的自重、风载荷、雪载荷及其他活载荷的因素，机械强度要足以支持组件长期工作。如果型材硬度不够，则会导致组件在恶劣环境下（暴雪、暴雨、冰雹、大风等）发生扭曲变形，而钢化玻璃边、角部位为应力不均匀点，边框的扭曲变形非常容易造成钢化玻璃的爆裂，进而影响整个电站的运营，造成较大的经济损失。
4.0小结
太阳能铝型材表面氧化膜起到非常重要的保护作用，其厚度和均匀性对于组件的使用寿命有较大影响；而硬度是决定铝型材承重能力的因素，硬度不够，会造成组件受外力扭曲引起钢化玻璃的自爆，对电站的运行影响较大。组件厂家在选择铝边框时必须考虑与膜厚和型材硬度相关的技术参数，防止客户投诉。（作者微信公众账号：光伏经验网）
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太阳能组件使用铝合金边框作为最终的封装材料，与有机硅胶结合，将电池片，玻璃等原辅料封装保护起来，使得组件的各项性能得到有效提高，能够经受住不同环境的考验。铝边框在设计过程中考虑到了组件的自重、风载荷、雪载荷及其他活载荷的因素，使其机械强度足以支持组件长期工作。同时，由于有铝边框及硅胶的存在，钢化玻璃得到了更好的保护，运输过程更方便安全。
2.0膜厚与硬度
铝，银白色轻金属。有延性和展性。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,是一种既可以被酸腐蚀，也可以被碱腐蚀的金属，不溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。
2.1氧化膜
为克服铝合金表面的性能缺点，扩大应用范围，延长使用寿命，通常需要对表面进行相应的处理以增高强度、耐磨性、电绝缘、耐腐蚀性等，亦可以用铝氧化膜的多孔性引入新的特殊功能，如装饰及光电性，电磁性。
铝合金表面处理技术有：表面机械预处理（如抛光、发线、扫纹等）、化学预处理或化学处理（化学转化膜或化学镀等）、电化学处理（阳极氧化或电镀等）、物理处理（喷涂、塘瓷珐琅化或其他物理表面改性技术等）。
阳极氧化是目前铝表面处理中应用最广与最成功的技术，目前通用分类为普通阳极氧化，硬质阳极氧化和微弧氧化。其过程为：
将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金被氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2000V ，增强了抗腐蚀性能 ，在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。
2.1.1阳极氧化膜的特性
（1）耐蚀性。膜厚及封孔质量直接影响使用性能。
（2）硬度和耐磨性。，普通阳极氧化膜可达HV300，而硬质膜则可达HV500，硬度和耐磨性是一致的。 （3）装饰性。既保持金属的光泽和质感，又可以染色成丰富多彩的彩色。 （4）有机涂层和电镀层附着性。可有效提高表面层的附着力和耐蚀性。 （5）电绝缘性。铝是良导电体，而氧化膜则是高电阻的绝缘膜。
（6）透明性。铝纯度越高，氧化膜透明度越高。 （7）功能性。利用氧化膜的多孔性，可在微孔中沉积功能性微粒，得到功能性材料。
2.2型材硬度
2.2.1硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好，机械强度越高。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。维氏硬度（HV）被应用于所有金属，并是应用最广泛的硬度标准之一。
硬度与耐磨性和机械强度是一致的。硬度越高，耐磨性越好，机械强度越高，抗弯曲强度越高，承受压力越大，抗机械冲击能力越强。太阳能铝边框要求铝基材的硬度为HV100及以上。
3.0膜厚、硬度对组件的影响
3.1膜厚
如上所述，阳极氧化膜具有耐蚀性、硬度高和耐磨性好、电绝缘性高等特点，厚度越厚（5~20μm）各性能越优越。
表1 国标对膜厚的规定（橙色表示太阳能铝型材适用范围）
如果膜厚达不到要求，耐磨性会大打折扣，则会导致铝基材裸露在外界环境中，容易被环境中各种成分所腐蚀。铝基材既可以与酸性成分反应，也可以与碱性成分反应，容易被环境中的酸雨、碱性水（盐碱地）等腐蚀。腐蚀之后会影响组件的各种性能，比如绝缘性降低，使组件的安全（防雷）系数降低。长期受腐蚀会使铝边框整体性能急剧下降，严重影响组件的使用寿命。
3.2硬度
型材硬度体现在组件上主要是机械强度。组件在使用过程中，考虑到组件的自重、风载荷、雪载荷及其他活载荷的因素，机械强度要足以支持组件长期工作。如果型材硬度不够，则会导致组件在恶劣环境下（暴雪、暴雨、冰雹、大风等）发生扭曲变形，而钢化玻璃边、角部位为应力不均匀点，边框的扭曲变形非常容易造成钢化玻璃的爆裂，进而影响整个电站的运营，造成较大的经济损失。
4.0小结
太阳能铝型材表面氧化膜起到非常重要的保护作用，其厚度和均匀性对于组件的使用寿命有较大影响；而硬度是决定铝型材承重能力的因素，硬度不够，会造成组件受外力扭曲引起钢化玻璃的自爆，对电站的运行影响较大。组件厂家在选择铝边框时必须考虑与膜厚和型材硬度相关的技术参数，防止客户投诉。（作者微信公众账号：光伏经验网）
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