数GW组件背板开裂 谁来为这个“烂摊子”买单?

放大字体  缩小字体 光伏产业网讯 发布日期:2019-04-24  来源:光伏們  作者:饶丽霞  浏览次数:251
核心提示:背板材料是光伏组件的关键材料,随着光伏技术的不断进步,仍然需要创新发展。
  2016年左右,在全球范围内一批光伏电站使用的组件陆续出现背板开裂问题,规模在GW级别。究其原因,这些组件都使用了3A背板。
 
  作为始作俑者,Isovolta——这家奥地利老牌材料制造商却在2017年左右悄然无息的退出了光伏行业,业主只能将索赔目标转向了当年使用3A背板的组件企业。
 
  背板作为组件结构中最外层的“守护者”,在保障组件可靠性、稳定性中发挥着极其重要的作用。作为一家老牌背板企业,Isovolta当年是出于什么目的研发了3A背板,却又为何在这一“创新”产品上马失前蹄,犯下如此严重的错误?
 
  这或许将带给光伏行业一定的思考与警醒。
 
  短暂的出场
 
  3A背板在短暂地市场上掀起一阵追捧后,又迅速退了场,只给行业留下了一堆“烂摊子”。
 
  3A即指PA/PA/PA聚酰胺,俗称尼龙材料,最早由元老级背板公司——奥地利企业伊索沃尔塔(Isovolta)于2009年左右推向市场,因为低廉的价格受到很多组件大厂的青睐,据光伏們了解当时排名前列的几家一线组件企业在其产品中大量使用了该背板材料。
 
  追溯Isovolta尝试3A背板的初衷,主要着眼点是出于成本的考量。3A背板出现于组件价格高企的十年前,在当时动辄十几元一瓦的组件价格面前,对降本的需求尤为迫切。任何可以大幅度降低成本的方法都可以成为焦点。而相比传统以氟膜为基础的复合型背板而言,3A背板的价格相对低廉。
 
  但从2016年开始,当年使用3A背板的一批组件开始出现大面积背板开裂问题,如我国西部某20MW光伏电站,在安装一年后PA聚酰胺背板表面已经出现大量微裂纹,投运四年后(即2016年)背板开裂比例已经超过40%。这并不是个例,更多出口到欧美地区的3A背板组件不约而同地出现了开裂问题,严重影响了电站投资回报,而业主的投诉索赔也给相关组件企业带来了直接的经济损失。
 
  
 
  3A背板/意大利/使用5年
 
  
 
  3A背板/我国西部/使用4年
 
  如今,3A背板已经从市场上消失,Isovolta也已退出光伏行业,但当年遗留下来的数GW组件带来的损失和影响仍在持续扩大。据知情人李华(化名)透露,目前出现问题的3A背板组件,一部分问题比较严重的组件基本直接报废了,还有一些不太严重的可以采取修补的方式,如在开裂处直接贴上耐候型胶带,但这种胶带的价格相当高,基本上是背板单价的好几倍。
 
  3A背板做错了什么?
 
  短短几年时间,3A背板就陆续出现了背板开裂问题,且随着时间的推移,这种影响还在持续扩大。即便作为一种创新材料,也需要通过相关认证之后才能推向市场。当年这家背板企业为何在最看重可靠性的组件外层材料上如此马虎?
 
  李华介绍说,“Isovolta推出的3A背板中,‘A’选用的是尼龙12,而尼龙12实际上是一款适用户外使用环境、耐候性能非常优异的材料,从材料端分析是不应该出现这些问题的。有一些研究文献认为,导致开裂问题的原因可能是3A背板中加了玻璃纤维,因为背板开裂的方向和玻璃纤维方向一致,所以有说法认为开裂是由于玻璃纤维刺破背板外层引起的。”
 
  另外一位了解背板的人士王明(化名)认为,“3A背板当时肯定也进行了IEC的测试,但是光伏组件户外条件与实验室模拟不一样,3A材料背板在户外长时间下发生水解、粉化,对里层的保护性变差,另外绝缘性也变差了,水汽透进去对电池片造成腐蚀,衰减比较厉害。”
 
  这一说法也得到了背板行业资深从业者刘雪(化名)的验证,最初3A背板貌似是能通过IEC的标准,但实际上当年IEC的标准是非常低的,3A背板在没有经过充分测试的情况下就推向了市场,果然在几年后就出现了很大的问题。刘雪强调,“背板材料在推出市场前一定要经过充分的测试和实际验证,以保障光伏组件的长期可靠性。”
 
     笔者在查询资料时发现,阿特斯在一篇关于聚酰胺背板老化性能及机理研究的论文中总结道,湿热老化和加速湿热老化使得聚酰胺趋于结晶以及聚酰胺和玻璃纤维界面作用减弱,紫外辐射老化主要导致酰胺键断开,分子结构破坏。从背板机械性能、黄度指数及背板表面形貌的变化速率看出,紫外辐照对聚酰胺背板的影响比较大,而当该类型的背板用于紫外辐照比较强的地方,其风险也较传统含氟背板大。
 
  一位专攻于背板技术的行业人士表示,3A背板本身无法通过最基本的材料测试。双85湿热1000小时、PCT48小时,亦或是湿冻HF10、冷热循环TC50,3A背板都会发生失效。另外,3A背板的水汽透过率在4克/天/平米左右,其与EVA的粘合力低于40N/Cm,如此差的性能和数据在户外失效是必然的。
 
  虽然通过了IEC认证,但在后续的常规材料评估测试中,3A背板频出问题,也就是说它是不能通过正常的材料测试的,那么当年是如何大量导入一线组件企业的?显然,没有人能解答这个问题。“我估计,Isovolta应该最了解问题出在哪里,但是他们不敢直面也不讨论这个问题,而是选择退出市场”,李华表示,最公正的建议是希望组件公司实事求是,按照一样的测试标准,让测试数据说话,孰优孰劣一目了然。
 
  事实上,除了3A背板,目前还发现Toyal、Coveme等其他类型背板也有开裂问题的出现。光伏组件需要长期暴露在户外自然环境中,紫外光线、水汽、盐雾、风沙、高低温、化学物质等外部环境因素都给组件的长期可靠性带来了挑战,背板作为组件最外面的保护层,重要性不言而喻。
 
  背板材料是光伏组件的关键材料,随着光伏技术的不断进步,仍然需要创新发展。
 
  “但是对于背板材料的改进和创新,需要进行严格的技术测试和评估,不仅要对采用背板的组件通过IEC或多倍IEC评估,更重要的是对背板本身要通过全面测试”,上述人士认为,新材料的引入和评估,要秉承科学的态度,加强测试,用全面的技术数据来客观评判,性能数据有问题的背板有很高的概率发生户外失效。鼓励创新,但前提是严谨的、有责任的创新。
 
  随着平价上网的呼声愈发高涨,降低产品成本势在必行,但需要强调的是,降低成本绝不能以牺牲质量为代价,以免重蹈3A背板的覆辙。

 
 
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