聚烯烃加厚带来的背板失效
塑料在应用领域，大致分为通用塑料和工程塑料。教科书是这样定义两类塑料的：通用塑料：人们将产量大、价格低、用途广、影响面宽的一些塑料品种习惯称之为通用塑料。其内涵常随时代及科学技术的发展而有些变化。重要的通用塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等品种。工程塑料：可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。 工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用。聚烯烃如PP、PE属于通用塑料，而PET是一种工程塑料。通用塑料不能做为主材用做结构材料。组件户外工作温度是85℃左右，塑料都会溶解一部份氧气，所以组件里的所有材料都会面临热氧老化。所以UL或者TUV证书都有热氧老化这个指标。在UL证书里表征热氧老化的指标用RTI（相对耐热指数）， 在TUV证书用TI（耐热指数）表征。这两个指标的定义：RTI： 材料工作10万个小时后，性能损失50％时的温度TI： 材料工作2万个小时后，性能损失50％时的温度材料的老化是指数式的下降，所以一直认为材料性能损失50％，即认为材料发生失效。25年的工作时间大约接近10万个小时（扣除夜晚和阴雨天）。经验上，RTI一般比TI高20℃左右． PET的RTI 值一般在105℃即该材料在105℃下可以连续工作10万小时。完全可以满足组件户外实际实际使用85℃，25年的要求（扣除夜晚和阴雨天）。相比之下，现在市场上的O膜、E膜、L膜、M膜、H膜本质上都是以PP和PE两种通用塑料通过共混、挤出的单层或者多层聚烯烃膜。目的是为了提高膜的熔点、提高耐UV性能，但只是配比高低、耐老化助剂的选择不同，本质上没有太大区别。如下图所示，这类背板再结构上选择了将内层大幅增厚而将PET的厚度减薄至235、188、150微米。来源：https://xincailiao.ofweek.com/高风险结构http://images.ofweek.com/Upload/News/2019-07/22/jane/1563759200516005531.png低风险结构http://images.ofweek.com/Upload/News/2019-07/22/jane/1563759230688041891.png这种材料共同特点是RTI太低，所以只做了TUV认证。目前TUV证书中TI值只有80℃左右，即在80℃下工作2万小时（扣除夜晚和阴天约5年时间）就会失效。远远低于组件实际工作的温度，也远低于组件25年工作的时间，风险极大！所以，自1970年以全世界的工程在设计背板是主材是以PET为主材。国外某公司曾经设计过一款背板采用聚烯烃（含大量聚丙烯PP）做为芯材，两面采用氟涂层保护。该背板出货量达到GW级别。结果7年后芯材发生开裂导致整个背板开裂，给组件厂和业主带来巨大损失，照片如下：http://images.ofweek.com/Upload/News/2019-07/22/jane/1563759270921001489.png说明：电池片串间背板内层开裂http://images.ofweek.com/Upload/News/2019-07/22/jane/1563759300218052276.png说明：组件背板内层开裂、进水脱层光伏10年路，背板公司通过研发创新、工艺改进、规模化效应，一直做到降本不降性能。目前主流、可靠的背板采用芯材PET的厚度仍为250微米以上。而采用将聚烯烃膜加厚从而来减薄中间层的PET，虽降低了背板整体成本，但后期的聚烯烃膜开裂后背板会失去绝缘可靠性和阻水性，这会导致以上案例中的大规模失效。所以在选择背板材料时要尽量避免选择内层为聚烯烃材质的背板。
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