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《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》 “浙江制造”标准编制说明

浏览次数: 日期:2020年6月5日 16:38

  1 项目背景

  光伏电池背板是光伏产业链中不可或缺的辅助材料,是保护光伏组件在户外使用25年以上的关键封装材料,其主要功能为在户外环境下保护太阳能电池组件抵抗光、湿、热等环境影响因素对电池片等材料的侵蚀,起到绝缘、耐候、保护、支撑等作用。电池背板位于组件的背面的最外层,在户外环境下保护太阳能电池组件不受水汽的侵蚀,阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、耐腐蚀性能,可以反射阳光,提高组件的转化效率,具有较高的红外发射率,可以降低组件的温度。以前的光伏电池背板主要以双面氟膜为主,是因为以前的使用环境是风沙环境,对背板的要求更高,而现在环境较好,对背板的要求不用那么高,因此现在主要以单面覆膜单面涂覆背板为主。

  全球光伏装机量的增长极大地带动了光伏电池背板的市场需求。2017年全球新增光伏装机容量超过80GW,按太阳能电池组件转换效率约16%、1GW太阳能电池组件大约需要700万平方米背板测算,对应的2017年全球新增太阳能光伏电池背板需求量为5.7亿平方米;根据欧洲光伏产业协会的预测,基于未来成本持续下降、新市场开发、用户对于光伏应用接受度的持续提高等因素的影响,2020年全球光伏市场新增装机容量有望达到97GW,届时对于光伏电池背板的需求量将超过7.3亿平方米,市场前景良好。

  光伏电池背板作为直接与外界自然环境大面积接触的封装材料,其性能的优劣直接决定了光伏组件的性能和使用寿命,因此光伏电池组件对背板的厚度、抗张强度、断裂伸长率、收缩率、层间附着力、与EVA粘结强度等性能指标有着很高的要求。目前,太阳能电池背板执行国家标准GB/T 31034-2014《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》,与之相关的国际标准有IEC 61215-1-2016《地面光伏(PV)模块 设计资格和类型批准 第1部分:试验要求》和IEC 61730-2-2016《光伏(PV)组件的安全鉴定 第2部分:测试要求》,随着市场在各项标准体系和监管措施的进一步完善的背景下,《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》“浙江制造”团体标准的制定和实施十分必要。

  《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》“浙江制造”团体标准的制定符合“浙江制造”团体标准定位“国际先进,国内一流”,在核心技术指标上与国家标准和国际标准相比较,在技术指标上做了提升,保障了晶体硅太阳电池组件用半复合半涂氟绝缘背板的质量。

  2 项目来源

  由浙江晶茂科技股份有限公司向浙江省品牌建设联合会提出立项申请,经省品牌联论证通过并印发了浙品联〔2020〕8号关于发布2020年第一批“浙江制造”标准制定计划的通知,项目名称:《晶体硅太阳电池组件用半复合半涂氟绝缘背板》,启动会上专家建议修改标准名称,修改为《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》。

  3 标准制定工作概况

  3.1 标准制定相关单位及人员

  3.1.1本标准牵头组织制订单位:浙江省标准化研究院。

  3.1.2本标准主要起草单位:浙江晶茂科技股份有限公司。

  3.1.3本标准参与起草单位:浙江歌瑞新材料有限公司、浙江向日葵聚辉新能源科技有限公司、海宁正泰新能源科技有限公司、上海乘鹰新材料有限公司。

  3.1.4本标准起草人为:赵伟良、赵铭航、李建昌、李洪文、陈誉洲、蒋建平、徐永锋、孙建刚、甘海平、薛煜东。

  3.2 主要工作过程

  3.2.1前期准备工作。

  按照“浙江制造”标准工作组构成要求,组建标准研制工作组,明确标准研制重点和提纲,明确各参与单位或人员职责分工、研制计划、时间进度安排等情况。

  成立标准研制工作组

  根据省品牌联发布的2020年第一批“浙江制造”标准《晶体硅太阳电池组件用半复合半涂氟绝缘背板》制订计划,更好地开展标准编制工作,浙江晶茂科技股份有限公司成立了标准研制工作组,标准工作组主要由行业协会、同行等相关人员组成。标准工作组主要负责标准的起草、研制和标准修改等相关事宜。前期,公司召开了标准编写启动会,对《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》标准研制的重点方向作了明确规定。

  标准研制计划

  (1) 2019年09-12月,对产品全生命周期进行分析调研,搜集素材、研究与标准有关的技术资料。

  (2) 2020年04月,成立标准工作组。

  (3) 2020年04-05月,标准工作组负责起草标准,起草标准编制说明,并讨论、修改、完善,形成《晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板》标准草案。

  (4) 2020年05月12日,召开启动会研讨会,对标准进行讨论、修订,形成征求意见稿。

  (5) 2020年06-07月,广泛意见征求,修订标准征求意见稿,形成标准送审稿。

  (6) 2020年08月,召开标准评审会,根据专家意见修订标准,形成标准报批稿。

  (7) 2020年09月,研制报批材料,上报材料,等待发布。

  标准研制工作组分工情况

  标准研制工作组由浙江省标准化研究院、浙江晶茂科技股份有限公司、浙江歌瑞新材料有限公司、浙江向日葵聚辉新能源科技有限公司、海宁正泰新能源科技有限公司、上海乘鹰新材料有限公司等六家单位组成。

  (1) 标准牵头组织制订单位:浙江省标准化研究院负责标准的牵头、标准启动会暨研讨会、评审会会议的主持以及研制进度把控等。

  (2) 标准主起草单位:浙江晶茂科技股份有限公司负责标准主体内容及标准编制说明起草、修改和完善;

  (3) 客户:浙江向日葵聚辉新能源科技有限公司、海宁正泰新能源科技有限公司负责提供产品质量特性相关需求;

  (4) 同行企业:浙江歌瑞新材料有限公司、上海乘鹰新材料有限公司对标准技术指标的经济合理性.

  3.2.2 标准草案研制。

  本标准(草案)已于2020年04月29日研制完成;确定了本标准的先进性;充分考虑了“浙江制造”标准制订框架要求、编制理念和定位要求等,全面体现了标准的先进性。具体说明如下:

  本标准的型式试验项目规定的全技术指标是在国家标准GB/T 31034-2014 《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》、IEC 61215-1-2016《地面光伏(PV)模块 设计资格和类型批准 第1部分:试验要求》和IEC 61730-2-2016《光伏(PV)组件的安全鉴定 第2部分:测试要求》的基础上,从术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输、贮存和质量承诺对该产品进行标准的编制,在系统最大电压、击穿电压、水蒸气透过率、层间剥离强度、拉伸强度和断裂伸长率等这些核心技术要求上均高于国家标准GB/T 31034—2014的要求,且增加了PCT试验(见附表1),体现了本产品的国际先进性,也符合“浙江制造”标准“对标国际”的研制理念和“国内一流,国际先进”的定位要求。

  u 产品基本要求的研讨情况

  为响应“浙江制造”标准作为产品综合性标准的理念,从产品全生命周期角度出发,“晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板”浙江制造团体标准研制工作组围绕晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板的设计、原材料、生产制造、检测等方面,进行先进性提炼,涵盖了产品的整个生命周期。

  (1)在设计上,标准研制工作组从“自主创新、精心设计”的角度出发,对晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板的设计能力方面进行提炼,从产品安全性和适应性两方面进行设计研发,体现了其产品设计的先进性。

  (2)在原材料方面,标准研制工作组从“精良选材”的角度出发,对原材料提出了较高的要求,从而从源头保障了产品的可靠性和安全性。

  (3)在生产制造方面,标准研制工作组从配备先进的设备和采用先进的工艺凸显“浙江制造”标准“精工制造”的定位要求。

  (4)在检测方面,标准研制工作组从应配备先进的仪器设备角度来保障产品的可靠性。

  质量承诺

  为体现“浙江制造”标准的“精诚服务”这一理念,浙江制造标准研制工作组从对产品的质保承诺和响应时间出发,对产品质量的保证能力提出了更高的要求。

  l 标准研讨会研讨情况

  《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》标准草案已于2020年04月26日研制完成,并于2020年05月12日在绍兴市柯桥区召开标准研讨会。在标准启动会暨研讨会上,标准研制工作组及相关专家根据“浙江制造”标准要求,针对晶体硅太阳电池组件用单面覆膜单面涂覆绝缘背板产品的基本要求,技术指标要求和质量承诺进行研讨,并对产品核心技术指标对比维度进行探讨,充分考虑“浙江制造”标准制订框架要求、编制理念和定位要求等,全面体现标准的先进性。标准研制工作组及相关专家对标准草案提出以下问题:

  封面的英文名称进行修改;

  标题“半复合半涂覆”进行修改;

  术语和定义中增加“半复合半涂覆绝缘背板”的定义;

  基本要求进行修改;

  外观按照行标改;

  技术要求增加落砂试验;

  技术要求指标应与行业标准SJ/T 11722-2018光伏用背板进行对比;

  检验规则中在7.2中增加“其他有需要时”;采样和判定规则应分为出厂检验和型式检验;

  编制说明的项目背景中应增加适用范围;

  对标表中的质量特性进行修改。

  3.2.3 征求意见(根据标准版次调整)。

  3.2.4 专家评审(根据标准版次调整)。

  3.2.5 标准报批(根据标准版次调整)。

  4 标准编制原则、主要内容及确定依据

  4.1 编制原则

  标准工作组在充分调查研究的基础上编写标准草案,认真分析同类产品技术标准的技术水平,在预期可达到的条件下,积极地把先进技术纳入标准,并结合“浙江制造”标准的要求积极采用国际标准和国外先进标准提高产品技术水平。同时注意保证标准的适用性,保持标准的先进性,注意标准的统一性和协调性,注意标准的经济性和社会效益。

  本标准充分遵循了“浙江制造”标准产品全生命周期的综合性团体标准的理念进行编制。此外,本标准严格按照《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》(GB/T 1.1—2009)的规范和要求撰写。

  4.2 主要内容及确定依据

  标准主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量承诺九个方面对标准进行编制。其中基本要求涵盖了产品设计研发、原材料、工艺及装备、检验检测四方面;技术要求包括外观、厚度、系统最大电压、击穿电压、水蒸气透过率、层间剥离强度、拉伸强度、断裂伸长率等多方面指标要求,其基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量承诺的确定依据如下:

  基本要求

  基本要求按浙江制造的研制要求,结合标准研制工作组的调研制定。

  技术要求

  技术要求基于浙江制造标准的先进性定位,结合标准研制工作组对浙江晶茂科技股份有限公司产品实际生产水平进行调研,充分论证后确定技术项目和指标值。

  试验方法

  产品的厚度、热收缩率、水蒸气透过率、拉伸强度、断裂伸长率、层间剥离强度、涂层附着力、剥离强度、击穿电压、体积电阻率、系统最大电压、耐盐雾性、耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、沸水处理、恒定湿热处理、UV处理冷热循环处理、湿冻处理等试验参照GB/T 31034,CTI试验参照GB/T 4207—2012,耐磨性试验(落砂试验)参照SJ/T 11722,冷热循环处理试验参照SJ/T 11722,其他性能的测定按照供需双方确定。

  检验规则

  标准规定了检验分类,强化了出厂检验,规定了型式检验。

  包装、标志、运输和贮存

  标准规定了包装、标志、运输和贮存的要求。

  质量承诺

  主要以标准起草工作组调研结果为基础,按照“浙江制造”标准制订框架要求,增加了质量承诺的内容。

  主要参考标准和技术规范:

  GB/T 31034-2014 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板

  SJ/T 11722-2018 光伏组件用背板

  IEC 61215-1-2016 地面光伏(PV)模块 设计资格和类型批准 第1部分:试验要求

  IEC 61730-2-2016 光伏(PV)组件的安全鉴定 第2部分:测试要求

  根据以上国家标准、国外先进标准指导标准研制,同时:

  考虑了:企业的检测能力和实验的可重复性。

  结合了:浙江制造的定位理念及研制要求。

  5 标准先进性体现

  5.1 型式试验内规定的所有指标对比分析情况(见附表1)。

  以浙江晶茂科技股份有限公司为主要起草单位研制的《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》标准的技术要求有外观、厚度、热收缩率、拉伸强度、断裂伸长率、系统最大电压、击穿电压、水蒸气透过率、层间剥离强度等多项技术要求。本标准对比国家标准GB/T 31034-2014《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》、行业标准SJ/T 11722-2018《光伏组件用背板》、国际标准IEC 61215-1-2016《地面光伏(PV)模块 设计资格和类型批准 第1部分:试验要求》和IEC 61730-2-201《6光伏(PV)组件的安全鉴定 第2部分:测试要求》的核心技术指标,对核心指标拉伸强度、断裂伸长率、系统最大电压、击穿电压、水蒸气透过率、层间剥离强度提出了更高的要求,增加了PCT试验、CTI试验的要求。

 

 

  由附表1分析可见,该标准:

  提升了厚度偏差要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于厚度偏差的要求为±10%,本浙江制造标准的要求为±5%。

  提升理由说明:绝缘背板的系厚度偏差更小,背板外观更美观。

  提升了击穿电压要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于击穿电压的要求为不小于16kV;本浙江制造标准的要求为不小于20kV。

  提升理由说明:提升产品的击穿电压,大大保证了产品的电气安全。

  提升了热收缩率要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于热收缩率的要求为横向不大于1%,纵向不大于1.5%;本浙江制造标准的要求为横向不大于0.5%,纵向不大于0.8%。

  提升理由说明:热收缩率更低,保证了产品的尺寸稳定性。

  提升了水蒸气透过率要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于水蒸气透过率的要求为不大于2.5g/(m²·d);本浙江制造标准的要求为不大于2g/(m²·d)。

  提升理由说明:水蒸气透过率更低,提升对液体、水蒸气等渗透物的阻隔作用,保证了产品的可靠性。

  提升了层间剥离强度要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于层间剥离强度的要求为不小于4N/10mm;本浙江制造标准的要求为不小于4.5N/10mm。

  提升理由说明:层间剥离强度更高,有利于保持背板本身的稳定性,从而不易因长时间在暴露的环境中而产生脱层等现象,延长组件的使用寿命。

  提升了拉伸强度要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于拉伸强度的要求为不小于80MPa ;本浙江制造标准的要求为纵向不小于110MPa,横向不小于120MPa。

  提升理由说明:拉伸强度更强,材料抵抗永久变形和破坏的能力越强。

  提升了断裂伸长率要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于断裂伸长率的要求为不小于80% ;本浙江制造标准的要求为纵向不小于120%,横线向不小于100%。

  提升理由说明: 断裂伸长率更大,材料的延展性更好,不易脆裂。

  提升了背板/EVA剥离强度要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于背板/EVA剥离强度为不小于40N/cm ;本浙江制造标准的要求为不小于80N/cm。

  提升理由说明: 背板/EVA剥离强度更大,那么背板保护电池组件内部的效果更好。

  提升了背板/硅胶剥离强度要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中对于背板/硅胶剥离强度分别为不小于10N/cm,15N/cm;本浙江制造标准的要求为不小于20N/cm。

  提升理由说明: 背板/硅胶剥离强度更大,减少脱层风险。

  新增了PCT试验要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中没有关于PCT试验的要求,本浙江制造标准新增了对PCT试验的要求。

  新增理由说明:确保产品在高温高压下的稳定性,提升产品是使用年限。

  新增了CTI试验要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中没有关于CTI试验的要求,本浙江制造标准新增了对CTI试验的要求。

  新增理由说明:确保产品在潮湿环境条件下的正常使用,提升产品的安全可靠性。

  新增了反射率要求:国家标准GB/T 31034-2014和SJ/T 11722-2018中没有关于反射率的要求,本浙江制造标准新增了对反射率的要求。

  新增理由说明:提高反射率可增加组件相对应的发电量。

  5.2 基本要求(型式试验规定技术指标外的产品设计、原材料、关键技术、工艺、设备等方面)、质量承诺等体现“浙江制造”标准“四精”特征的相关先进性的对比情况。

  设计研发

  应在降低15%的生产成本下实现产品的高可靠性、长寿命。

  说明:本产品能用更低的的生产成本产品更可靠,寿命更长的背板,体现产品的经济性。

  应能适应水上与陆地两种环境带来的差异。

  说明:能够同时适应水上和陆地环境,体现了产品的适应能力强。

  氟涂层的EVA剥离强度应不小于80N/cm。

  说明:背板与EVA合理的剥离性能,能减少恶劣的环境对太阳能电池组件内部和外部造成的损害。

  应具备较高的反射率来提升组件发电量。

  说明:保障了产品的可靠性与安全性。

  原材料

  空气面材料在恒定湿热实验中的黄变程度应不大于3。

  说明:背板黄变程度超过3时,会大大减少对太阳光的反射,从而影响电池对太阳光的吸收效果,最终导致组件的输出功率。

  胶黏剂在与空气面材料、基材粘结后进行紫外HF10实验中不分层、不起泡,层间剥离力应不小于初始值的60%。

  说明:保证了背板本身的稳定性,从而保护组件稳定的输出功率。

  工艺及装备

  应采用精密涂覆工艺,如辊涂。

  说明:确保涂覆工艺中涂层的均匀性和附着性。

  应使用温度为25 ℃±3 ℃,湿度为55%±5RH的恒温恒湿厂房。

  说明:确保原材料在生产过程中不受环境的侵蚀。

  车间的洁净程度应达到十万级防尘(局部一万级)。

  说明:减少产品在生产过程中杂质所带来的不良影响。

  具备RCO等环保设备,对生产过程中产生的废气进行处理。

  说明:环境和经济之间的联系十分紧密,稳定的生态是经济发展的必要前提。

  应配备全自动涂布线及高性能背板分检机。

  说明:提升成品率,降低成本,减少不必要的品质事故。

  检验检测

  应配备快速老化箱、拉力机、粘度计、水分分析仪、烘箱、层压机、小型电晕机、小型复合装置等设备,对原材料热收缩率、拉伸强度、断裂伸长率、水分含量、固含量、粘度、抗老化等项目进行检测。

  应配备培训后合格的质量人员采取跟线的方式,对半成品外观等进行监测。

  应引进高性能背板外观检查机,防止外观不良背板的流出。

  应配备高低温循环箱、UV紫外试验箱、PCT老化箱、拉力机等设备,对产品热收缩率、剥离强度、断裂伸长率、拉伸强度、层间剥离力、击穿电压、紫外试验、恒定湿热试验和PCT试验等项目进行检测。

  说明:对产品核心技术指标、原材料、生产过程都具备相应的检测能力及相关检测设备,以此来保证产品的可靠性。

  质量承诺

  公司承诺用户在确保按照公司提供的说明要求进行使用与存放的情况下,承诺如产品自购买之日起12个月内,因背板的质量问题导致不能正常工作,公司应根据用户提供的相关材料经认定确因产品本身质量问题后,公司应承诺在一周之内无偿提供合格的同型号的产品。

  公司建立质量信息追溯系统,并保存追溯质量记录不应少于3年。

  5.3 标准中能体现“智能制造”、“绿色制造”先进性的内容说明。(若无相关先进性也应说明)。

  绿色制造是生态发展的需要,也是中国制造向高端发展的必然选择。绿色制造侧重降低消耗,智能制造侧重提质增效,两者相互补充,相互促进、不可分割。在标准中体现“智能制造”、“绿色制造”先进性,有助于推动企业智能化和生态化的进程,有助于推动企业制造走向绿色、智能的产业链高端,也能带动节能环保上下游产业链的发展,创造新的经济增长点。该标准中体现“智能制造”、“绿色制造”主要有以下几点:

  l 智能制造

  公司配备了全自动化的设备,减少用工成本和预防生产过程中的安全隐患。

  l 绿色制造

  公司配备了RCO等环保设备,对生产过程中产生的废气进行处理。

  6 与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

  6.1 目前国内主要执行的标准有:

  GB/T 31034-2014 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板

  SJ/T 11722-2018 光伏组件用背板

  6.2本标准与相关法律、法规、规章、强制性标准相冲突情况。

  本标准按照相关法律、法规、规章、强制性标准的相关规定,无任何违背。

  标准不存在低于相关国标、行标和地标等推荐性标准的情况。

  6.3本标准引用了以下文件:

  GB/T 191 包装储运图示标志

  GB/T 3979 物体色的测量方法

  GB/T 7921 均匀色空间和色差公式

  GB/T 31034—2014 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板

  SJ/T 11722—2018 光伏组件用背板

  T/CPIA 0015—2019 光伏组件用背板

  引用文件均现行有效。

  7 社会效益

  本标准在国家标准的基础上,根据晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板产品的使用特性在关键技术指标上做出提升,提升了晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板的产品质量,符合“浙江制造”标准“国内一流,国际先进”的定位。晶体硅太阳电池组件用半复合半涂覆绝缘背板产品性能的提升有助于产品向国际同类先进产品靠齐,对提高产品市场占有率,推动产品走向世界大有裨益。

  8 重大分歧意见的处理经过和依据

  本标准制定过程无重大分歧意见。

  9 废止现行相关标准的建议

  无。

  10 提出标准强制实施或推荐实施的建议和理由

  本标准为浙江省品牌建设联合会团体标准。

  11 贯彻标准的要求和措施建议

  已批准发布的“浙江制造”标准,文本由浙江省品牌建设联合会在官方网站(http://www.zhejiangmade.org.cn/)上全文公布,供社会免费查阅。

  浙江晶茂科技股份有限公司将在企业标准信息公共服务平台(http://www.cpbz.gov.cn/)上自我声明采用本标准,其他采用本标准的单位也应在信息平台上进行自我声明。

  12 其他应予说明的事项

  标准中未发现有涉及专利的情况。

《晶体硅太阳电池组件用高阻隔绝缘背板》标准研制工作组

                                                                                                             2020年06月04日

所属类别: 公司新闻

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