光伏電站建設背后：標準與測試如何更具意義

　　怎樣的標準與測試更具意義?

　　業(yè)內關(guān)于上述哪一類(lèi)背板產(chǎn)品性能最優(yōu)雖有一定界定，但這個(gè)界定目前正逐漸變得含糊，每一類(lèi)背板都有生產(chǎn)商，都有其擁護者，都試圖說(shuō)服客戶(hù)相信并使用他們的產(chǎn)品，由于沒(méi)有標準及公認統一測試，為所有背板產(chǎn)品提供了發(fā)展的溫床。

　　根據戶(hù)外環(huán)境的實(shí)際情況，對背板大致形成了六個(gè)方面的測試需求：紫外、溫度、濕氣、環(huán)境腐蝕、電氣絕緣以及物理保護。據了解，目前國際標準停留在幾年前的階段，跟不上當前對背板的要求，背板的測試多與組件測試放在一起進(jìn)行，現在針對背板的標準是IEC61730，而測試中只做局部放電測試。

　　為了體現品牌背板的性能優(yōu)勢，市場(chǎng)上出現了各種單項測試、強化測試等。“業(yè)內也有認證機構的測試，但測試方法不統一，過(guò)分宣傳單一性能指標;新背板公司不斷推出產(chǎn)品，但具有長(cháng)期室外使用經(jīng)歷的背板只有1-2種。目前Krempel公司在領(lǐng)導IEC背板規范制定。”肯博吳立告訴筆者，對于背板標準的制定不是一家在期待，但這個(gè)過(guò)程因為涉及到各方利益而顯得漫長(cháng)且難產(chǎn)。

　　“有些新進(jìn)入公司通過(guò)幾倍IEC的測試認證來(lái)強調自身產(chǎn)品的優(yōu)勢，關(guān)鍵是，這些認證是否有意義?有些稱(chēng)為加速老化試驗，以PCT60-90hr(121℃/100%/2atm)條件為例，121℃并非戶(hù)外老化機理，堪稱(chēng)破壞性測試。測試的目的不是為了在極端單項條件下破壞產(chǎn)品，而是在接近戶(hù)外與模擬實(shí)際使用環(huán)境的情況條件下進(jìn)行測設，才符合壽命老化測試要求，這是現在認證測試中所缺的重要一環(huán)。”杜邦(中國)研發(fā)技術(shù)中心服務(wù)經(jīng)理付波博士指出，“現在的背板認證測試對濕熱老化要求過(guò)度而紫外老化標準過(guò)低，而背板的濕熱時(shí)間不需要這么長(cháng)，1000小時(shí)已經(jīng)足夠，美國NREL實(shí)驗室對此進(jìn)行過(guò)模型研究。”

　　付波表示，“未來(lái)背板測試標準有如下一些發(fā)展趨勢：1)長(cháng)期光熱老化測試，如一般沙漠條件下背板25年會(huì )接受275kWh/m2紫外曝曬，而一般溫和環(huán)境也達到171kWh/m2，這類(lèi)測試能更好的檢測出一些不耐紫外光熱老化的材料，暴露其黃變開(kāi)裂的潛在風(fēng)險;2)綜合老化測試，對背板材料同時(shí)進(jìn)行紫外與溫濕度多應力老化，更接近戶(hù)外實(shí)際老化過(guò)程，使材料老化不光停留在材料表面;3)序列老化測試，如組件背面的紫外曝曬再冷熱循環(huán)，可以更好模擬背板在戶(hù)外老化后耐受晝夜和季節溫差變化所產(chǎn)生應力的影響;4)應用環(huán)境加項測試，如落砂磨損(西部電站)，耐化學(xué)品腐蝕(沿海環(huán)境，牲畜大棚，工業(yè)城市等)。”

　　在蘇州賽伍應用技術(shù)有限公司總經(jīng)理吳小平看來(lái)，目前的背板測試不僅為背板企業(yè)提供了溫床也為組件廠(chǎng)找到了借口：“由于缺乏對材料可靠性原理的認知和創(chuàng )新能力，只要背板能通過(guò)測試標準，那么組件廠(chǎng)就有了不需要被追究的理由而大膽使用危險的背板，但目前的測試方法是不完備的。有機物工業(yè)材料的可靠性分析和判斷，歷來(lái)難以用一種固化了的測試方法作決定性的判斷，應該是‘測試結構+從分子結構和交聯(lián)體系的理論分析+實(shí)績(jì)’這三位一體的綜合方式作出全面的分析和判斷。”吳小平表示目前賽伍參與了背板國標的制定，預計國標將于2013年年底可以出來(lái)。

　　另外，現在的IEC認證測試缺少紫外老化和耐候性測試，比如IEC認證測試的紫外劑量只相當于戶(hù)外70天內的曝曬，同時(shí)也未要求對組件背面做紫外測試。為了盡快解決這一問(wèn)題，目前肯博、杜邦等材料供應商正在就背板商討更新IEC標準，但IEC標準的更新制定需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中需要企業(yè)自覺(jué)。

　　技術(shù)路線(xiàn)決定成本

　　因為無(wú)統一標準以及混亂測試，光伏背板成為眾多被外資壟斷的高端材料中，率先被國產(chǎn)軍團撕開(kāi)一個(gè)缺口的環(huán)節，這個(gè)撕開(kāi)的口為氟涂層背板。因為國產(chǎn)化，最近幾年市場(chǎng)競爭走向了“百家爭鳴”的局面，既有國際一流材料供應商，同時(shí)中國國內也涌現出了大大小小幾十家背板公司。

　　所有公司生產(chǎn)的背板，其選用的材料及結構都有差異，使得市場(chǎng)上充斥著(zhù)各種背板產(chǎn)品。這樣的結果直接導致背板市場(chǎng)逐漸變得混亂，最突出表現為價(jià)格的混亂，據了解國內的背板廠(chǎng)家價(jià)格混戰非常劇烈，價(jià)格從10RMB/㎡到50RMB/㎡不等。其次，質(zhì)量參差不齊，背板雖然被打開(kāi)了缺口，但真正意義上背板的關(guān)鍵材料核心技術(shù)門(mén)檻高，并不是所有企業(yè)都能掌握，且大部分為國際材料供應商壟斷。

　　為什么有些價(jià)格低有些價(jià)格高?

　　技術(shù)路線(xiàn)決定成本，每一種類(lèi)型的背板都有價(jià)格差別，比如第一類(lèi)以氟膜為基礎的背板價(jià)格最高，比PET背板價(jià)格高出10-15%，且每一同類(lèi)型背板中價(jià)格也不一樣，而氟涂層背板價(jià)格又相對較低，有些新型材料還處于試驗階段也被使用。三種類(lèi)型的背板將價(jià)格區分為三個(gè)等級，而每個(gè)等級之間也有價(jià)格差異，這樣一來(lái)，成本的差距被拉大。在成本壓力下最近一年氟膜背板價(jià)格也出現大幅下降，許多制造廠(chǎng)家采用的方法是降低膜厚，有些減膜出現在不合理范疇內，對背板質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

　　“即便我們不賺錢(qián)也做不到氟涂層背板的價(jià)格。”來(lái)自第一類(lèi)背板企業(yè)均表示正承受市場(chǎng)價(jià)格壓力。面對市場(chǎng)環(huán)境處于成本當道又低迷的窘?jīng)r，杜邦表示對保護組件關(guān)鍵材料的質(zhì)量仍不容忽視，且全球的光伏產(chǎn)業(yè)參與者都應該對此有所警覺(jué)，因為質(zhì)量將是決定光伏產(chǎn)業(yè)是否有可持續發(fā)展的關(guān)鍵因素。除了受到價(jià)格沖擊，近年來(lái)多家公司開(kāi)始嘗試使用其它氟材料薄膜來(lái)替代PVF膜，如聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯與三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)以及國產(chǎn)氟膜等這些增大了背板公司的選擇空間。

　　“我不贊同以減法的方式降低成本，現在整個(gè)行業(yè)都在競賽減法，‘白色家電化’趨勢是一個(gè)惡性循環(huán)。”賽伍吳小平表示，應以技術(shù)革新實(shí)現降本，并提到賽伍開(kāi)發(fā)的Flursoskin®技術(shù)(氟皮膜®)，對KPE進(jìn)行產(chǎn)品升級，通過(guò)用氟皮膜解決E膜的劣勢來(lái)實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量提升及成本降低，回歸雙面含氟復合型背板KPF。吳小平向筆者介紹，E膜是賽伍公司2010年首創(chuàng )技術(shù)并獲得專(zhuān)利，其KPE背板第一家使用于天合光能，此后其他背板公司開(kāi)始跟進(jìn)。但在使用中發(fā)現了問(wèn)題，E膜是軟化點(diǎn)只有90來(lái)℃、120來(lái)℃熔點(diǎn)的熱塑性聚乙烯類(lèi)薄膜，存在隱患，首先是其熱塑性，在組件層壓時(shí)易產(chǎn)生收縮力，使電池片應力積蓄;其次耐紫外性差、易老化后粉化導致耐局放失效，同時(shí)E膜還是隔熱材料，背板除了基本功能外，需要散熱，這些都使E膜無(wú)法長(cháng)期承擔保護及使用的角色，需要改進(jìn)。他表示，KPF是未來(lái)背板的一個(gè)趨勢，將開(kāi)創(chuàng )OneKPF時(shí)代，回歸簡(jiǎn)單化的高可靠性。

　　國產(chǎn)背板中除了賽伍、海優(yōu)威等，近期國內還有一家江蘇金瑞晨新材料公司開(kāi)始了背板的生產(chǎn)，其FPE背膜日前通過(guò)CPVT(國家光伏質(zhì)檢中心)測試試驗，據了解金瑞晨背板定位為以氟材料為基礎的復合型背板，采用日本吳羽化學(xué)(KUREHA)的PVDF材料作為含氟耐候層，吳羽化學(xué)PVDF材料有近30年應用歷史。

　　LuxResearch市場(chǎng)調研公司表示，目前晶硅組件的材料需求是最大的市場(chǎng)機遇，預計其在2018年可增至238億美元。諸如背板、非EVA封裝、金屬涂料和組件玻璃的防反射涂層等材料則具有創(chuàng )新機遇并且是產(chǎn)品使用質(zhì)量的基石。正是這種市場(chǎng)機遇吸引越來(lái)越多材料供應商，如富士膠片等也進(jìn)入了太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，新進(jìn)入者將進(jìn)一步攪動(dòng)這個(gè)細分供應鏈產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，需要引起下游組件廠(chǎng)商及電站運營(yíng)商的注意。