经验之谈：西部光伏电站背板问题思考

谢谢大家。我是阿科玛的朱立宁，很高兴有这个机会在接下来的二三十分钟里面跟大家分享关于背板的一些问题。

大家看这个题目叫适用性，什么叫适用性？所谓的适用性就是合适。那么合适的标准是什么？我个人认为就是“可靠、可得、可选”。这是一个合适。所谓“可靠”大家都理解，是质量可靠、安全，能不能保证25年。“可得”就是说这个材料市场上要买得到，而且要满足大量的需求。第三“可选”，最好作为设计方，作为业主来说，我选择一个好的背板，我不希望只有一种选择。

目前大家在背板的选择上，我相信很多人面临一个两难的问题。第一个就是市场上那么多背板，我该选哪一个？哪一个能满足西部电站的要求？那么第二个也是另外一个极端来说，是不是说我只能用某某背板，在西部电站才合适？我希望我的演讲能够对解答这两个问题有所帮助。那么在讲的过程中，肯定也要涉及到比如TPT面板跟其它材料的一些对比，那么这个对比的意义，倒不在于说我要证明哪个材料孰好孰坏，我是希望通过这个对比，材料的对比，能够让大家对背板材料有一个全面的认识。在选择的时候，你知道应该怎么去选择。

简单先介绍一下阿科玛公司，阿科玛公司是一个总部在法国的全球性的化学公司。我们一年的超市额也不大，75亿欧元，19000名员工，在50多个国家有基地。阿科玛的一个特点就是说，我们90%的产品在全世界都是排前三位的。这也是我们的一个理念，就是说只做领先的，不领先的产品我们不要。

从研发方面来讲，我们在全球有13个研发中心，在中国主要是常熟。那么我就直接切入这个材料本身，大家看到TPTF，大家可能听说过TPTF。什么东西呢？就是这个，CHR、CFR，这个是单体。实际上大家都听说过一个含氟的背板，为什么含氟的背板比较好？归根结底，实际上就是因为有一个碳氟键。碳氟键是目前已知的最强的化学键，它的键能伸485千焦。因为有这个碳氟键，所以氟聚合物具有一系列比较好的性能。比如说耐紫外线，高组合，耐化学腐蚀，耐热，阻燃等等。所有的这些性能，都是由这个碳氟键来贡献。

阿科玛作为全球TPTF的一个领先者，在TPTF方面有四个研发中心，有很多专利技术。我们也是唯一在全球，美国、法国、中国三个大陆都有生产的生产TPTF的这么一个公司。那么上一轮单体我们也是，整个材料的产业链是比较齐全的。

其实TPTF这个材料，大家在光伏界听到可能也就是七八年的事情。我们是2006、2007年开始做的。但实际上它在其它各个非常严酷特殊的领域，都有广泛地应用。比如说外墙的涂料，还有就是大家最近比较热的，深海采油，大家也听说过。比如说深海采油这个南海，采油送上来的软管，它需要TPTF做组合层。还有就是最近比较热的离子电池，TPTF在锂电池里是用做粘接剂。种种的这些，实际上大家可以看到，这个材料是一个长期用在非常严酷特殊的环境。同样，在光伏行业也有这个材料。

那么在光伏的背板上，大家知道另外一个很著名的材料，就是PTF，也就是大家通俗所成的PPD。那么我想，咱们先看一下PTF和TPTF这两个材料应用的场合，也就是市场规模。大家看到，PTF大约应该是百分之八九十以上，目前它所有的产能都是在光伏行业。它在交通工具上也有一些运用。那么TPTF，它的利用就非常的广泛，而且它的历来用在建筑凃层已经用了50年，在油气管道上应用了26年。

那么下面这句话怎么去理解？实际上给大家一个很直接的概念，假设，我把全球PTF的产能全部拉来做背板，能做多少呢？大概8到10个GW左右。那么如果，把全球所有的TPTF材料年产量，全部拿来做光伏背板。一年大概做100个GW。所以大家看到这个材料的本身是一个10倍的差距。所以下面这句话大家也就容易理解了。

那么从材料的特性上去比较，TPTF和PTF比较，它的耐紫外、阻水气、阻燃各方面要更加好。为什么？我在下面会有讲到。目前基本上涵盖的，市面上比较普遍的，除了背板，其中第一个当然是PTF的膜，也就是PPD，大家也知道。第二个大家也知道，TPTF的背板不止我们一家，也有其它的TPTF的膜，单层膜。那么第三个就是我今天要讲的KPK，它所谓的K层实际上是阿科玛专利的三层的TPTF薄膜，才能叫做K膜。所以KPK也是阿科玛的一个注册商标。我们指的是TPTF的三层薄膜。

那么另外一个大家也知道，现在外面很多涂料，大多数的涂层背板使用的是F1V1类的熟知。那么F1V1它是一类数值，它不是某一个，它是一类。那么这一类的数值它的含氟量差距很大。高的有20%，低的大概只有10%以下，它的含氟量只有百分之七八。所以大家看到的参差不齐，所以你不知道的，他就跟你说氟涂料，但实际氟涂料它的含氟量是有千差万别的。

那么我们来看看，PTF它的含氟量是41%。那么实际上的膜里面呢，因为它还有其它的成份，所以实际上的PTF含量应该在百分之三十多。那么TPTF单层膜应该在百分之40到50之间，含氟量。那么TPTF的三层膜，因为我们的表面是一层纯的TPTF，所以它的表面含氟量是在59%。所以这就是为什么前面那一页你看到的，跟PTF有差别，因为它的含氟量是有差别的。

在幕墙涂料行业，金属凃层行业，一般来说超耐腐凃层的国标要求，它要求一个凃层含有70%以上的TPTF。那么70%以上的TPTF是什么概念呢？也就是说它的花样在42%。所以超耐腐凃层的一个简单的理解。也就是说，如果你的含氟量在40%以上，我可以认为你这个凃层也好，薄膜也好，是一个超耐腐的凃层。那么我们也有一个含氟量的快速检测法。如果大家有兴趣有疑问的，大家可以给我一个样品，3乘3的一个样品。我们在常熟的研发中心，可以很快的告诉大家，你这个含氟量是多少。

那么回到我们今天的主题，西部电站。西部电站主要耐候特征跟其它的地方有什么区别？对背板有什么特殊要求？我就主要说三点。第一，耐强烈的紫外线。西部它辐照量大，对发电水平，对材料的破坏更加严重，因为它的紫外线非常高。那么这个东西，我们认为是可以定量的。待会儿我会讲到。就是说背板在西部21年的紫外辐射量相当于QUVA5000小时的辐照量。这个是可以比对的，而且我们在实验中发觉，QUVA这个测试跟户外的实际的测试，它的一致性是非常好的

第二个，大家可以理解，因为白天温度很高，所以热稳定性还有热反射。热反射也可以帮助组件的温度，不要太高。第三个，像上午曾总也说了，很多同事也说了，耐风沙腐蚀。

当然不能跟玻璃比，但是就是说作为一个氟材料，它的耐磨性是怎么样的？还有你要看它老化以后的耐磨性。所以很多背板它出来说，我的耐磨性很好，我落沙实验多少。这个只讲了一半，那么我的问题是，10年以后你的耐磨性是怎么样的？这个也可以通过实验来做。怎么做呢？就是我如果做QUVA5000小时以后，我再做你这个背板，你那个材料的落沙实验，我就可以看出你的衰减是多少。从这个方向去判断，你这个材料耐磨、耐风沙，10年以后甚至20年以后会是怎么样的。

这个可能大家也见过，就是我怎么来判断一个背板在户外25年的一个很重要的依据。实际上是这样的，每个地区它的紫外量每年的平均值，这个都是可以查到的，有历史数据。紫外的变化，我所说的紫外就是400以下的。

因为背板在背面，所以它有一个反射。不同的基材，它的反射率是不一样的，我指的是对紫外的反射率。比如混凝土地面，大约是20%左右。黄沙，比如沙漠，大约是10%到12%。草地大约是8%。那如果积雪，雪面，大家可以想象一下，因为是白的，可以达到85%，也就是说几乎正面的紫外和反面的紫外是一样。所以我们在这儿取一个平均值，就是说15%，我假设它平均值是15%。那么我把中国不同地区的紫外量乘以15%，乘以25，那么我得到的就是什么？25年我这个背板所接受的总的辐射量。那么我把它分为三档。大家看到，红色的部分，包括新疆在内，每平方米达到300千瓦时以上。橘红色的部分，200千瓦时，黄色的部分，100千瓦时。

我前两天也跟他们做国标，国标现在最高的一档也就是120千瓦时。当然，第一个，国标要允许大部分的背板过。第二个就是说，因为300千瓦时要耗的时间也更长，测试的时间。但是，对于西部电站，我希望大家能够有个共识，如果这个背板你的紫外测试的量不到300千瓦时，那我就要对25年这个事情划一个问号。在这一点上我希望大家首先有一个认识。当然在其它的地区比如东部这些，可能就比较低。

那么同时，我们也把这个辐照量转换成QUVA的测试小时数，是多少呢？比如说300千瓦时，大概就是5500到6000小时左右。那么这就是我刚才说的。看这两个图，这两个图它的关键，这是佛罗里达户外暴晒。这是现实的，佛罗里达大家知道都是比较热，光照很足，也很湿。那么右边那个，就是QUVA。当然我这个是正面暴晒。所以这两者，它的一致性是非常好的。

我这个测的是一个光泽的变化，因为只有和光泽的变化表征了它表面有没有材料被降解。所以大家看到，20年大概就是在这个位置，6000小时。所以大家看到在这个位置，TPTF几乎没什么变化。那么我也说了，它已经应用了50年。背板的这些性能，我客观的讲，我认为，KPK和TPTF性能是相当好的，没有什么很大的区别。

那么说到这个热稳定性，大家都知道可以达到150度。我们大家知道PTF一般是125度左右，这个大家都是可以直接去查的。这我要讲的是什么呢？叫总日光反射率。那么这有两个好处。因为里面那一层你把光反射回去的话，对于这个发电处有一定帮助。那么说白了，为什么这个总日光反射率高呢？因为它更白。如果你知道TPTF的背板，如果大家去看的话，那么我们的背板更白，所以它对日光的反射率是更高，达到85%。一般的PTF38代，一般在70%左右。所以这也是个区别。

那么大家最关心的，耐风沙腐蚀到底怎么样？那么我们看一看，我这做两个，一个是最初的，一个是5000小时以后的。那么我们可以看到，如果对材料本身厚度相当来比较的话，PTF一般是69，KPK也就是72。那么我们15年以后，这个保持率是多少呢？PTF是81%，KPK大概是86%。衰减率一个是19%，一个是14%。所以公正的讲，这两个材料在这个耐摩擦性能上，是相当的，我个人认为，虽然有一些小小的差别，但是我认为是相当的。但是如果你看水气阻隔的话，因为我们KPK是表层有纯的TPTF，所以它老化以后的水气阻隔性保持要优于PTF。PTF只有单层，它的薄膜只有单层。

最后我们就简单讲一下，因为KPK还有很多的其它性能。当然红色的部分可能就是不一定跟西部有关，但是跟光伏的背板应用有关。比如说我举个例子，耐腐蚀，耐腐蚀就是耐氨气，耐酸雨。这些我们都是有数据的，因为时间关系，回头大家如果有兴趣的话，我们可以跟大家分享这些数据。还有就是耐延误，KPK的TPTF凃层耐延误性能是非常好的。我们KPK的耐延误性能，包括这方面的数据我们都是有的。所以在海边，是没问题的。这些性能都是在其它的应用场合已经被证实的，KPK的性能，所以希望大家能够理解，为什么说这个材料做背板是比较合适的。

所以，我再次强调，KPK薄膜，我们这个薄膜本身是一个三层的结构，它的外面有两层纯的TPTF，这也是KPK薄膜跟其它的TPTF薄膜有不一样的地方，也是我们的一个专利技术。

最后给大家做个总结，首先，KPK薄膜一个独特的三层结构，KPK阿科玛公司的一个注册商标。从我们的数据和我们的观察来看，KPK的三层薄膜至少跟38倍的PVF薄膜的性能是相当或略好。那么KPK的这个背板具有一个优异的耐紫外性能，还有很好的热稳定性，高阳光反射时，还有它的耐沙摩腐蚀性能，也经得起老化的考验。所以我们认为是满足中国西部强温差地区的严酷的自然环境要求。KPK背板在中国西部电站是适用的。

最后我补充两句。大家可能要问我另一个问题，你说KPK可以用，TPT可以用，有没有其它材料还可以用在电站？那我的回答是，从性能上来讲是有的，比如说ETFE，比如说ECTF，这些材料都是不错的材料。ETFE的延展性非常好，ECTF它的组合性非常好。所以这些材料都是非常好的材料。那为什么没有在光伏行业使用？大家可能说贵。为什么贵呢？其实就是少。那PVF全球的产能，即使什么都不干，你全部拿来做背板，也就两三个GW。所以作为用户来讲，兴趣也不大。作为厂家来讲，他们的关注点也不在这方面。所以说从性能上来讲，确实适用的氟聚合物的材料做背板，确实有，但是我们要综合各种条件来看，再选出来。我今天先讲到这儿，接下来如果有什么问题，也欢迎大家跟我再讨论，谢谢大家。