TPT產品收縮問題的研究

孫航 王超

摘? 要：TPT背板是新型高性能雙面含氟背板，其生產工藝需要進行熱處理，熱處理過程中因高溫拉伸會使背板出現橫向的收縮，本文對TPT背板熱處理收縮的問題進行系統的分析，并從中找出關鍵控制點，從而掌握產品收縮規律，更好地保證生產穩定運行。

關鍵詞：TPT背板;雙面含氟;熱處理;收縮

中圖分類號：TH123? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

在晶硅光伏組件中，由于太陽能背板的高耐候性和持久的保護作用而被廣泛的應用。太陽能背板的主要職能包括水蒸氣阻隔，物理保護接線和其他敏感元件，電氣絕緣性能和降低電池的工作溫度。背板是光伏組件中的重要組成部分，對組件中電池片起保護和支撐作用，不但要具有保護功能，還應具備 25 年之久的可靠的絕緣性能、耐長期老化 （ 濕熱、干熱、紫外 ）、水蒸氣阻隔等性能。

2015年的背板使用量達 4.1×108 m2，2016年、2017年將分別達到4.8×108 m2、5.6×108 m2。目前含氟型復合背板占據背板市場70%～80%的份額。由于最近接連出現耐候性PET背板、涂覆背板的粉化、脫層問題，其可靠性受到光伏組件廠的擔心、質疑，未來雙氟型復合背板將會逐步擠壓涂覆背板和耐候PET背板的市場空間。

本文對雙面氟背板TPT的熱處理收縮問題進行了原因分析和討論。

1 TPT背板的制造

1.1 產品結構特點

TPT太陽能背板是以聚對苯二甲酸乙二醇酯（化學式為COC6H4COOCH2CH2O）為主基材，耐候面和黏結面各復合一層聚氟乙烯（Tedlar）復合膜，即Tedlar+PET+Tedlar的3層復合結構。Tedlar膜作為黏結層時，背板與EVA膠膜層壓后的黏結力很小，為了保證背板與EVA膠膜層壓后的黏結強度滿足組件的要求，需要對黏結層的Tedlar膜進行熱處理工藝。由于Tedlar膜制作工藝的特殊性，薄膜本身處于一種內聚力較低的松散結構狀態，熱壓處理是通過加熱加壓，使Tedlar膜達到其玻璃化轉變溫度以上并施加一定的壓力，讓Tedlar膜的分子結構變得更加緊密，增大Tedlar膜自身的內聚力，并且使Tedlar膜表面發生一定程度的化學變化，產生易黏物質，從而增大Tedlar膜與 EVA 膠膜之間的黏結性，該方法是一種快捷有效的處理方法。

1.2 試驗部分

使用樂凱TPT型背板在熱壓生產線進行不同張力，不同溫度和不同基材的背板熱壓處理試驗，并評價不同條件下的背板收縮情況。

1.2.1 張力

選擇低收縮D48基材，在T+60溫度下，試驗不同張力下背板的收縮情況。TPT背板在熱處理時對張力的均勻性要求較高，兩側張力不均勻輕則出現性能不穩定，重則表觀出現鼓包、褶皺等問題，直接造成產品損失。為了解決此問題，采取大張力的辦法，經生產實踐發現，熱處理時產品處于軟化狀態，張力越大，產品收縮越大，見表1。張力設定在200N～300N時，橫向收縮越來越大，縱向拉長也越來越大。

1.2.2 溫度

TPT背板熱處理采用接觸式處理方法，處理的溫度的高低對背板收縮有非常明顯的關系。溫度過高，一方面造成產品處理程度過強，影響產品表觀并造成能源的浪費，另一方面造成產品收縮過大，直接影響了產品的成品率;溫度過低產品表觀滿足要求，卻影響產品性能，Tedlar膜自身內聚力仍然較低，層壓后部分Tedlar膜黏結在 EVA膠膜部分與 PET 基膜黏結的狀態，處理程度不能滿足生產需求。

選擇低收縮D48基材，250N的張力，試驗不同熱處理溫度對背板的影響，在滿足背板表觀和性能需求的情況下得到數據，見表2。在T+62到T+72的溫度范圍內，能滿足背板的表觀和性能需求，在此溫度范圍內溫度越高，背板收縮越大。

1.2.3 產品使用主基材

不同廠家的PET自身收縮率不同，通過測試基材的DSC可得出結果，但是產品收縮與基材DSC沒有明顯的對應關系。選擇T+60的溫度，250N的張力試驗不同基材的背板，得到背板收縮情況見表3。由此可得，背板收縮與使用主基材有較大的關系，但是具體是基材的哪個參數造成的影響還需要進一步的研究。

2 結論

首先，TPT背板的收縮與產品使用PET有最直接的關系，使用收縮率大的基材，改變其他條件很難彌補自身缺陷造成的影響，工業化生產建議采用收縮率低的基材;第二，溫度決定了產品的性能和表觀，在滿足產品性能表觀控制標準的情況下，可適當降低產品溫度;第三，張力控制著產品的處理狀態，在產品處理要求與收縮之間應找到一個穩定的范圍，來滿足工業化生產。

參考文獻

[1]呂瑞瑞.一種光伏背板壽命推算的研究[J].cnki.issn，2012，1（3）：1671-5381.

[2]范凌云.化工新型材料，2012，40（3）：7-8.

[3]張傳吉.精細化工，2012，43（2）：18-20.

[4]顧煦明.TPT型太陽能電池背板熱處理工藝的研究[J].信息記錄材料，2017，18（6）：12-14.