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隨著中國政府推動光伏應(yīng)用的政策陸續(xù)出臺，中國光伏電站開發(fā)的大幕正徐徐開啟。2013年，中國新增并網(wǎng)光伏發(fā)電裝機達12.9GW(1GW=1000MW，1MW=1000KW)，一躍成為全球第一大光伏應(yīng)用市場。

然而，一座座光伏電站拔地而起的同時，組件的質(zhì)量問題正逐漸浮出水面。第三方檢測機構(gòu)北京鑒衡認(rèn)證中心副主任紀(jì)振雙8月在一場研討會上表示，“在對國內(nèi)32個省市，容量3.3GW的425個包括大型地面電站和分布式光伏電站所用設(shè)備檢測發(fā)現(xiàn)，光伏組件主要存在熱斑、隱裂、功率衰減等問題”。

供應(yīng)鏈把關(guān)的失控，是組件質(zhì)量問題頻發(fā)的原因之一。在前些年組件產(chǎn)能過剩、降低成本惡性競爭的壓力之下，一些未經(jīng)長期實績驗證的材料進入了部分組件廠商的采購清單。在所有組件所需要的材料中，背板并不是組件最主要的成本結(jié)構(gòu)，但其對電站收益率的影響則不容小覷。

光伏電站質(zhì)量問題陸續(xù)浮現(xiàn)

此前，鑒衡的一份報告已經(jīng)為光伏電站行業(yè)敲響了質(zhì)量警鐘。

比如，根據(jù)鑒衡對新疆某8MW光伏電站的抽檢中發(fā)現(xiàn)，3178塊光伏組件中紅外成像抽檢2,856塊，其中19%存在虛焊熱斑效應(yīng);青海某50MW光伏電站，抽檢44,080塊光伏組件，發(fā)現(xiàn)29%光伏組件出現(xiàn)明顯蠕蟲紋隱裂;某國內(nèi)知名組件廠生產(chǎn)的1.6MW組件到貨驗收中，抽檢中發(fā)現(xiàn)10%組件外觀故障，20%存在隱裂故障;甘肅某10MW光伏電站，抽檢發(fā)現(xiàn)高達58%的光伏組件出現(xiàn)功率明顯衰減。通常而言，組件的光電轉(zhuǎn)化率年均衰減應(yīng)該控制在0.8%以內(nèi)，然而前述光伏組件的表現(xiàn)已經(jīng)遠遠超出了這一范圍。

背板材料的失效將使組件內(nèi)部的封裝材料和電池直接曝露在嚴(yán)苛的戶外環(huán)境中，引發(fā)封裝材料水解、電池和焊帶腐蝕以及脫層等問題，迅速降低組件功率輸出和使用壽命，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致組件絕緣失效引發(fā)火災(zāi)和傷亡事故。

事實上，要保證組件性能正常并不容易。作為光伏組件的保護層，背板材料得經(jīng)受住25年的紫外線輻射、沙塵、濕熱、干熱等老化因素的長期考驗。以溫度為例，背板需要經(jīng)受-40 -85 之間的溫差。

杜邦于2011年啟動的大型光伏組件可靠性調(diào)研項目，在研究了全球60余個光伏電站后總結(jié)稱，光伏背板戶外常見失效主要有五種，分別是開裂、外觀變黃、風(fēng)沙磨損、熱斑熔化開裂燃燒、老化加速組件功率衰減。

目前，市場上比較常見的背板外層保護材料有杜邦™ 特能® (Tedlar®) PVF薄膜、PVDF薄膜、FEVE涂料、PET聚酯/耐水解PET、PA聚酰胺。

PET背板在日本使用廣泛，其外層保護材料PET聚酯是非氟材料，非氟材料耐候性較差，直接曝露在戶外其高分子鏈段容易被紫外線破壞，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。比如一處日本戶外應(yīng)用12年的143W單晶組件，組件剩余功率為77W，下降了46%，PET背板外觀黃變嚴(yán)重，且明顯脆化開裂。

FEVE涂料背板開裂的情況也比較嚴(yán)重，在美國新澤西州一座3年的電站，使用的是FEVE涂料背板，有些組件背板沿焊帶方向涂層明顯剝落，該電站組件中大約有1%的組件出現(xiàn)了早期降解和失效的信號。

中國地緣遼闊，氣候和環(huán)境差異明顯，這使得背板材料需要經(jīng)受得住更為嚴(yán)苛的考驗。中國大多數(shù)大型光伏電站都建設(shè)在西北部地區(qū)。隨著戶外使用時間的延長，風(fēng)沙磨損會不斷減薄背板外表層材料的厚度，所以背板外表層耐磨性能和厚度非常重要。但有些國內(nèi)光伏組件采用FEVE涂層背板材料，不僅脆而且不耐磨，使用一段時間出現(xiàn)了開裂剝落和厚度減薄現(xiàn)象。