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| 标准编号 | GB/T 31034-2014 (GB/T31034-2014) | | 中文名称 | 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板 | | 英文名称 | Insulating back sheet for crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K15 | | 国际标准分类 | 29.035.99 | | 字数估计 | 14,155 | | 发布日期 | 12/5/2014 | | 实施日期 | 7/1/2015 | | 引用标准 | GB/T 191-2008; GB/T 1408.1-2006; GB/T 1410-2006; GB/T 2423.3-2006; GB/T 2423.17-2008; GB/T 2790-1995; GB/T 3979-2008; GB/T 7921-2008; GB/T 8808-1988; GB/T 9286-1998; GB/T 13542.2-2009; GB/T 16935.1-2008; GB/T 21529-2008; GB/T 23988-2009; GB/T 23989-2009; | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2014年第27号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了晶体硅太阳电池组件用绝缘背板的分类、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存。本标准适用于晶体硅太阳电池组件绝缘背板。 | GB/T 31034-2014
ICS 29.035.99
K15
中华人民共和国国家标准
晶体硅太阳电池组件用绝缘背板
2014-12-05发布
2015-07-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布
机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国绝缘材料标准化技术委员会(SAC/TC51)归口。
本标准主要起草单位:桂林电器科学研究院有限公司、苏州赛伍应用技术有限公司、苏州中来光伏
新材股份有限公司、乐凯胶片股份有限公司、北京太阳能电力研究院、中南汇通光伏材料有限公司、3M
(中国)有限公司、杭州福斯特光伏材料股份有限公司、上海创辉膜技术有限公司、常熟冠日新材料有限
公司、中天光伏材料有限公司、南通高盟新材料有限公司、明冠新材料股份有限公司、浙江晶茂科技有限
公司、东材科技集团股份有限公司、新高电子材料(中山)有限公司、杜邦(中国)集团有限公司、阿科玛
(中国)投资有限公司、广州宝力达电气材料有限公司、浙江歌瑞新材料有限公司、浙江南洋科技股份有
限公司、无锡尚德太阳能电力有限公司、常州天合光能有限公司、北京鉴衡认证中心。
本标准起草人:罗传勇、张波、邓建波、林建伟、吴晓、唐超、陈洪野、林健飞、潘锐、杨楚峰、赵卫中、
邵名魏、蒋贤明、王少华、张鹏、赵伟良、付波、赵平、朱立宁、周树东、徐洪、狄伟、孙玉海、徐建美、
李文欣。
晶体硅太阳电池组件用绝缘背板
1 范围
本标准规定了晶体硅太阳电池组件用绝缘背板的分类、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输
和贮存。
本标准适用于晶体硅太阳电池组件用绝缘背板(以下简称“背板”)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191-2008 包装储运图示标志
GB/T 1408.1-2006 绝缘材料电气强度试验方法 第1部分:工频下试验
GB/T 1410-2006 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB/T 2423.3-2006 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验
GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾
GB/T 2790-1995 胶粘剂180°剥离强度试验方法 挠性材料对刚性材料
GB/T 3979-2008 物体色的测量方法
GB/T 7921-2008 均匀色空间和色差公式
GB/T 8808-1988 软质复合塑料材料剥离试验方法
GB/T 9286-1998 色漆和清漆 漆膜的划格试验
GB/T 13542.2-2009 电气绝缘用薄膜 第2部分:试验方法
GB/T 16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验
GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 电解传感器法
GB/T 23988-2009 涂料耐磨性测定 落砂法
GB/T 23989-2009 涂料耐溶剂擦拭性测定法
GB/T 26253-2010 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 红外检测器法
IEC 61215:2005 地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
在特定条件下,单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量,单位为克每平方米天 [g/(m2·d)]。
4 产品分类
背板对晶体硅太阳电池组件起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、耐水解性、耐紫外和电、热老化
性。一般具有三层结构,外层氟膜[聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)等]、氟涂料[四氟树脂
(PTFE)、三氟氯乙烯树脂(CTFE)等]保护层具有良好的抗环境侵蚀能力;中间层通常为聚酯(PET)薄
膜,其具有良好的绝缘性能;内层为氟膜或氟涂料、乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物(PEVA)等具有良好的
粘接性能。
背板产品目前按其生产工艺主要分为以下几种:
1) 复合型(含熔融粘结型):通过在PET基膜两面复合氟膜(PVF、PVDF等);或在PET基膜一
面复合氟膜,另一面复合PEVA胶膜或其他薄膜材料而制得的背板;
2) 涂覆型:通过适当的涂覆工艺,将含氟涂料双面涂布于PET基膜表面上、或单面涂布于PET
基膜表面上而另一面复合PEVA胶膜或其他薄膜材料,制得性能与复合型类似的背板。
5 要求
5.1 一般要求
5.1.1 外观
背板表面应平整,无气泡、杂质、皱纹和分层。尽量避免其他缺陷,如擦伤、压痕和颜色不匀。
5.2 性能要求
背板的性能要求见表1。
表1 性能要求
序号 性 能 单 位
要 求
复合型(含熔融粘结型) 涂覆型
1 标称厚度及允许偏差 - 标称值±10%
热收缩率(150℃,30min)
纵向
横向
≤1.5
≤1.0
≤1.5
≤1.0
水蒸气透过率
1) 电解传感器法(38℃,90%R.H)
2) 红外传感器法(38℃,100%R.H)
g/(m2·d) ≤1.5
≤2.5
≤1.75
≤2.5
4 拉伸强度 MPa ≥80 ≥80
5 断裂伸长率 % ≥80 ≥80
6 层间剥离强度 N/10mm ≥4 -
7 涂层附着力 级 - 0
8 背板/EVA剥离强度(180°) N/10mm ≥40 ≥40
9 背板/硅胶剥离强度(180°) N/10mm ≥10 ≥10
表1(续)
序号 性 能 单 位
要 求
复合型(含熔融粘结型) 涂覆型
10 击穿电压 kV ≥16 ≥16
11 体积电阻率 Ω·m ≥1.0×1013 ≥1.0×1013
12 系统最大电压 V ≥1000 ≥1000
13 耐盐雾性 - 不分层、不起泡、不开裂、不粉化、无明显变色
14 耐酸性 - 不分层、不起泡、不变色
15 耐碱性 - 不分层、不起泡、不变色
16 耐溶剂性 次 ≥1000 ≥1000
沸水处理(98℃±2℃沸水煮24h)
1) 外观
2) 层间剥离强度
3) 涂层附着力
N/10mm
不分层、不起泡、不变
色、无皱折,表面和胶层
不发黏
≥4
不 分 层、不 起
泡、不变 色、无 皱
折,表面和胶层不
发黏
18 恒定湿热处理(85℃/85%R.H.) - 见表2 见表2
19 UV处理 - 见表3 见表3
冷热循环处理(-40℃~85℃,6h/周期,
200周期,模拟组件试样300mm×300mm)
不分层、不起泡、不变色、无裂纹、无皱折,表
面和胶层不发黏
湿冻处理(-40℃~85℃,85%;24h/周期,
10周期,模拟组件试样300mm×300mm)
不分层、不起泡、不变色、无皱折,表面和胶
层无显著发黏
22 耐磨性 L 待定
注1:第3项“水蒸气透过率”方法1)和方法2)任选其一。
注2:第13项“耐盐雾性”、第14项“耐酸性”、第15项“耐碱性”为应用在特殊场合的背板选测。
注3:第22项“耐磨性”为应用在沙漠地域的背板选测。
表2 恒定湿热处理试验要求
性 能 单 位
要 求
一 级(3000h) 二 级(2000h) 三级(1000h)
外观 - 不分层、不起泡、无裂纹,表面和胶层无显著发黏
击穿电压 kV ≥16 ≥16 ≥16
断裂伸长率保持率 % - - ≥80
黄色指数Δb
空气面
- - ≤5 ≤3
表3 UV处理试验要求
性 能 单 位
要 求
一 级
(60kWh·m-2)
二 级
(45kWh·m-2)
三 级
(30kWh·m-2)
外观 - 不分层、不起泡、无裂纹,表面和胶层无显著发黏
断裂伸长率保持率 % 由供需双方商定
黄色指数Δb - ≤3 ≤3 ≤3
6 试验方法
6.1 取样、预处理条件和试验条件
6.1.1 取样
取样时应去掉最外面两层(圈)背板,裁取全幅宽背板长约2m作为试验样品。
6.1.2 预处理条件
除非另有规定,应将所有试样保持在温度为(23±2)℃、相对湿度为(50±5)%下至少24h。
6.1.3 试验条件
除非另有规定,所有试验应在(23±2)℃、相对湿度(50±5)%下进行。
6.2 外观
沿卷材横向取原宽幅长约1m的背板作为试样,在自然光下用目视法检查评定。
6.3 厚度
按GB/T 13542.2-2009第4章的规定。在同一卷样品中沿薄膜卷横向取3条原宽幅长100mm
的背板作为试样,在每条试样上测量9点,其中每两个点间距不少于50mm。对于未切边的试样,测量
点应距离边缘50mm。对已切边的试样,测量点应距离边缘2mm。记录数据结果取中值并报告最
小值。
6.4 热收缩率
按GB/T 13542.2-2009第23章的规定。将试样悬挂置于恒温烘箱中,加热温度为(150±2)℃,
加热时间为30min。对两个试样进行试验,分别取纵向、横向收缩率的平均值作为试验结果。
6.5 水蒸气透过率
6.5.1 电解传感器法
按GB/T 21529-2008的规定。试验条件:温度(38±2)℃,相对湿度(90±2)%,对3个试样进行
试验,结果取中值,并报告最大值。建议优先选用该方法。
6.5.2 红外传感器法
按GB/T 26253-2010的规定。对3个试样进行试验,结果取中值,并报告最大值。
6.6 拉伸强度和断裂伸长率
按GB/T 13542.2-2009第11章的规定。试样长为200mm,宽为(15±1)mm,横向和纵向各取
5个。试样宽度的测量精度不低于0.1mm。在试样中部标出两个相距至少为50mm的标记线,以
100mm/min的拉伸速度施加负荷直至试样单一组分破坏作为终点。分别取横向和纵向的5个测试值
的中值作为结果,并报告最小值。
6.7 层间剥离强度[复合型(含熔融粘结型)]
按GB/T 2790-1995的规定。试样长为200mm,宽为(15±1)mm,横向和纵向各取5个。试样
宽度的精度不低于0.1mm,试样沿长度方向将复合材料的一层撕开,以100mm/min的剥离速度进行
180°角剥离试验,如图1。分别取横向和纵向的5个测试值的中值作为结果,并报告最小值。
图1 复合型背板层间剥离试验示意图
6.8 涂层附着力(涂覆型)
按GB/T 9286-1998的规定。至少在不同的位置裁取150mm×100mm3个试样进行试验,任意
厚度涂覆层的划格单元为1mm×1mm,纵、横向各10个方格。试验结果分级按表4。
表4 试验结果分级
分 级 说 明 发生脱落的十字交叉切割区的表面外观
0 切割边缘完全平滑,无一格脱落
在切口交叉处有少许涂层脱落,但交叉切
割面积受影响不能明显大于5%
在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱
落,受影响的交叉切割面积明显大于5%,但
不能明显大于15%
涂层沿切割边缘部分或全部以打碎片脱
落,和/或在格子不同部位上部分或全部剥
落,受影响的交叉切割面积明显大于15%,
但不能明显大于35%
涂层沿切割边缘打碎片剥落,和/或一些
方格部分或全部脱落。受影响的交叉切割
面积明显大于35%,但不能明显大于65%
5 剥落的程度超过4级
6.9 背板/EVA剥离强度
按GB/T 2790-1995的规定。将试样裁切成宽度(10±0.5)mm,长度250mm~300mm的长条
各5个,采用太阳电池模组用封装EVA压制在毛玻璃板上(背板/EVA/玻璃),其中压制条件参照组件
封装工艺根据EVA种类选定,待冷却至室温后使用万能试验机进行180°角的剥离试验,剥离速度为
100mm/min,结果取中值并报告最小值。
6.10 背板/硅胶剥离强度
取两片200mm×15mm的背板,将指定硅胶均匀铺展在一片背板试样的外表面(接触空气面),用
另一片背板的外表面将硅胶覆盖,两片背板及硅胶间无缝隙,硅胶厚度:3mm~5mm。在温度20℃~
25℃,湿度50%~80%条件下干燥7d。按GB/T 8808-1988中方法A的规定进行试验。试验5组试
样,结果取中值并报告最小值。
注:对于熔融粘结型背板,试验前可先将背板在145℃下层压处理20min。
6.11 击穿电压
按GB/T 1408.1-2006的规定。采用上下电极直径为Φ6mm的电极系统。试验在变压器油中进
行。变压器油的电气强度不小于12kV/mm。试样尺寸为100mm×100mm,试样数量为5个。采用
短时(快速)升压方式进行试验,升压速度为1000V/s。结果取中值并报告最小值。
6.12 体积电阻率
按GB/T 1410-2006的规定。采用测量电极直径为Φ25mm、高压电极直径为Φ27mm的两电极
系统,电极材料可选用真空镀膜、导电橡皮、油贴铝箔。施加在试样上的直流电压为500V,电化时间为
2min,试样数量为3个,取测试值的中值作为试验结果,并报告最小值。
6.13 系统最大电压
按GB/T 16935.1-2008的规定。试样尺寸为100mm×100mm,试样数量为10个。
电极系统选用Φ25mm/Φ25mm的对称电极,其边缘按GB/1408.1-2006的图1b)倒圆成半径为
(3.0±0.2)mm的圆弧。
电压应从0V均匀的上升,局部放电量从低到高逐渐增大,突然超过2.5pC时记录此时的电压值
为起始局部放电电压Uinc,继续升压至1.1Uinc保持T1(T1=10s),随后降低电压至局部放电量达到
1pC以下,保持T2(T2=60s),见图2。记录此时的电压值为局部放电熄灭电压Uext。
测量10个试样,以系统最大电压为试验结果。
图2 试验电压
系统最大电压按下式计算:
系统最大电压Umax=(熄灭电压平均值-熄灭电压方差)×1.414/(1.2×1.25)
其中1.2为安全系数(温度和湿度等),1.25为安全系数(多层复合材料)。
其中1.2和1.25均为GB/T 16935.1-2008中6.1.3.5所提及的安全系数。
6.14 耐盐雾性
按GB/T 2423.17-2008的规定。试样尺寸为300mm×300mm,试样数量为3个,试验时间为
48h。试验后在散射的日光下目视检查,检查试样是否出现起泡、开裂、分层、粉化和明显变色等异常
现象。
6.15 耐酸性
裁取3个100mm×100mm的试样,浸泡在装有pH 为3±0.2的盐酸溶液的密闭容器中保持
24h,取出试样,用清水冲洗干净后,检查试样是否出现分层、起泡和变色等现象。
6.16 耐碱性
裁取3个100mm×100mm的试样,浸泡在装有pH为11±0.2的氢氧化钾溶液的密闭容器中保
持24h,取出试样,用清水冲洗干净后,检查试样是否出现分层、起泡和变色等现象。
6.17 耐溶剂性
按GB/T 23989-2009中B法的规定。制备两个试样,溶剂选用无水乙醇,对背板的外表面(接触
空气面)进行耐溶剂擦拭,检查试样是否露出底层基材。
6.18 沸水处理
裁取3个100mm×100mm试样,将其置于(98±2)℃的恒温沸水浴中处理24h,取出后用滤纸吸
干其表面的水分。检查并记录试样是否分层、起泡、皱折、变色和发黏,同时按GB/T 2790-1995规定
测定每个试样的层间剥离强度或按GB/T 9286-1998的规定测定每个试样的涂层附着力。
6.19 恒定湿热处理
按GB/T 2423.3-2006的规定。裁取3个100mm×100mm试样,将其置于温度为(85±2)℃,相
对湿度为(85±5)%的恒温恒湿试验箱中进行处理,处理时间按表2规定,试验后取出试样,检查并记录
试样是否分层、起泡、开裂和发黏;同时按GB/T 1408.1-2006的规定测定每个试样的击穿电压,结果
取中值并报告最小值;按GB/T 13542.2-2009第11章的规定测定3个试样的断裂伸长率,并计算断裂
伸长率保持率,结果取中值并报告最小值;按GB/T 3979-2008和 GB/T 7921-2008的规定测定试样
的黄色指数b,计算Δb,结果取中值并报告最大值。
6.20 UV处理
按IEC 61215:2005中10.10的规定。裁取3个100mm×100mm试样,试验温度为(60±5)℃。
施加UVA 波长:320nm~400nm,辐照总能量按表3规定。其中最小施加 UVB波长:300nm~
320nm。试验后取出试样,检查并记录试样是否分层、起泡、开裂和发黏;同时按照GB/T 13542.2-
2009第11章的规定测定3个试样的断裂伸长率,并计算断裂伸长率保持率,结果取中值并报告最小
值;按GB/T 3979-2008和 GB/T 7921-2008的规定测定试样的黄色指数b,计算Δb,结果取中值并
报告最大值。
6.21 冷热循环处理
按IEC 61215:2005中10.11的规定。制备3个300mm×300mm 的模拟组件试样,将其置于
-40℃~85℃的条件下进行高低温交变试验。温变速率不超过100℃/h,在-40℃和85℃下至少保
持10min,一次循环周期不超过6h,共进行200个循环周期。如图3所示。结束后取出试样,检查并
记录试样是否分层、起泡、变色、开裂和皱折,表面和胶层是否发黏。
图3 冷热循环温度曲线
6.22 湿冻处理
按IEC 61215:2005的规定。制备3个300mm×300mm的模拟组件试样,将其置于-40℃~
85℃ 条件下进行高低温交变湿冻试验。在室温以上保持相对湿度为(85±5)%,温变速率在0℃以上
不超过100℃/h,0℃以下不超过200℃/h,共进行10个循环周期,一次循环周期时间为24h。如图4
所示。结束后取出试样,检查并记录试样是否变色、起泡、分层、皱折,表面和胶层是否发黏。
图4 湿冻温度曲线
6.23 耐磨性
按GB/T 23988-2009的规定。砂粒选用灌沙标准砂,粒径范围:0.25mm~0.65mm,平均粒径为
0.58mm,符合JTGE40-2007和JTGE60-2008要求。
7 检验规则
7.1 出厂检验
产品应按表5的规定进行检验。
表5 出厂检验项目、批量和检验频率
检验项目 检验批量 检验频率
表1中第1项、第2项、第4项、第
5项、第6项、第7项和第10项
外观
同样的原材料,连续生产的产品为
一批
每批随机抽检
每卷检验
7.2 型式检验
有下列情形之一时,应进行型式检验,型式检验包括本标准要求的全部项目。
1) 新产品定型或老产品转厂生产的鉴定;
2) 长......
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