鄒仁華1 周立軍2
（1.浙江祥邦科技股份有限公司；2.中國(guó)計(jì)量大學(xué)）
摘 要：光伏是清潔低碳、環(huán)保高效的綠色能源之一。光伏封裝材料對(duì)光伏組件的發(fā)電效率、功率穩(wěn)定性、可靠性等方面 有著顯著的影響。光伏封裝材料的研究與應(yīng)用離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化的支撐。本文就光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用問(wèn) 題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：光伏，封裝材料，膠膜，高分子，標(biāo)準(zhǔn)
隨著世界能源結(jié)構(gòu)的深度調(diào)整，全球步入脫碳周期，全球能源正在向高效、清潔、多元化的方向加速轉(zhuǎn)型，清潔能源的發(fā)展已成為影響全球經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的重要因素。光伏太陽(yáng)能作為清潔低碳、環(huán)保高效的綠色能源之一，光伏太陽(yáng)能向主力能源加速轉(zhuǎn)變。光伏封裝材料對(duì)提升和保證光伏組件的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用，特別是對(duì)光伏組件發(fā)電效率、功率穩(wěn)定性、可靠性等方面有著重要的影響。光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)化的推進(jìn)對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量管控、供應(yīng)鏈管理各個(gè)環(huán)節(jié)起到支撐和引領(lǐng)作用，同時(shí)也促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
1光伏封裝材料及其應(yīng)用
光伏封裝材料主要包括EVA（乙烯-醋酸乙烯 脂共聚物封裝膠膜）、POE（聚烯烴封裝膠膜）、PVB（聚乙烯醇縮丁醛封裝膠膜）封裝膠膜。光伏封裝膠膜置于光伏組件的玻璃與太陽(yáng)能電池或背板與太陽(yáng)能電池之間，用于封裝并保護(hù)太陽(yáng)能電池，是光伏組件的關(guān)鍵材料之一。其主要作用包括：為光伏組件材料起到粘接作用及提供結(jié)構(gòu)支撐；為 太陽(yáng)能電池起到高透光作用及提供最大光耦合；為光伏組件起到物理隔絕作用及提供電氣絕緣和水汽阻隔；為光伏組件起到熱傳導(dǎo)作用及提供優(yōu)異的耐候性等。
由于光伏組件的結(jié)構(gòu)、使用場(chǎng)景及太陽(yáng)能電池技術(shù)路線的迥異（見(jiàn)圖1），對(duì)于光伏封裝材料的選擇及應(yīng)用亦有所不同。
圖1 光伏組件典型的結(jié)構(gòu)及其封裝材料應(yīng)用
1.1 光伏封裝材料之封裝膠膜分類
光伏封裝膠膜作為光伏組件重要的封裝材料，隨著市場(chǎng)的需求和技術(shù)的迭代，衍生出不同特性和滿足各種使用需求的材料，由于光伏封裝膠膜尚沒(méi)有統(tǒng)一明確的分類方法，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上已量產(chǎn)的產(chǎn)品的不完全統(tǒng)計(jì)，按其顏色、結(jié)構(gòu)、花紋、材質(zhì)、工藝和交聯(lián)方式等劃分為6大類（見(jiàn)圖2），并分別對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行介紹。
EVA膠膜：以EVA樹(shù)脂為主要原料，通過(guò)添加交聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外吸收劑等多種助劑改性，經(jīng)熔融加工成型的膠膜。具有優(yōu)異的透光性及寬泛的工藝窗口，同時(shí)由于EVA樹(shù)脂和助劑均為極性材料，具有很好兼容性和吸收效果。
POE膠膜：以POE樹(shù)脂為主要原料，通過(guò)添加交聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外吸收劑等多種助劑改性，經(jīng)熔融加工成型的膠膜。具有優(yōu)異的水汽阻隔性和抗PID性能，但因POE為非極性樹(shù)脂，容易造成助劑析出。
PVB膠膜：以PVB樹(shù)脂為主要原料，通過(guò)添加增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外吸收劑等多種助劑改性，經(jīng)熔融加工成型的膠膜。具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。
EPE膠膜：EVA和POE共擠熔融加工成型的膠膜。
透明膠膜：包括高透型和紫外截止型。高透型可透過(guò)全波段太陽(yáng)光，最大化太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化效率。紫外截止型具有吸收紫外線的能力，能有效改善因紫外線造成的材料老化。
白色膠膜：包括無(wú)紡布復(fù)合結(jié)構(gòu)和預(yù)交聯(lián)白膜，主要通過(guò)鈦白粉著色。無(wú)紡布復(fù)合結(jié)構(gòu)白膜具有良好緩沖作用、防溢膠效果，零深度反射提升功率增益。預(yù)交聯(lián)白膜通過(guò)調(diào)整初始的交聯(lián)度來(lái)控制溢膠翻白、起皺，良好的反射率。
單層結(jié)構(gòu)膠膜：指純EVA、POE、PVB膠膜。
多層復(fù)合結(jié)構(gòu)膠膜：指EVA、POE與無(wú)紡布復(fù)合而成的白膜和EPE共擠膠膜。
磨砂型膠膜：正反兩面為磨砂無(wú)規(guī)則型花紋的膠膜，防粘、防滑。
棱型膠膜：鋼輥面為規(guī)則的棱型花紋的膠膜，防粘、防滑，適用高克重膠膜。
流延膠膜：采用流延方式加工成型的膠膜，目前光伏封裝膠膜主要采用流延工藝加工成型。流延膜柔軟性較好，流動(dòng)性較大，內(nèi)應(yīng)力小，收縮率低。
壓延膠膜：采用壓延方式加工成型的膠膜。壓延膜力學(xué)強(qiáng)度較大，硬度大，內(nèi)應(yīng)力大，平整性較好。
熱固型膠膜：在一定的溫度和時(shí)間下，通過(guò)化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生力學(xué)強(qiáng)度和粘結(jié)密封作用的膠膜。
EVA為熱固型膠膜，POE有熱固型和熱塑型兩種。熱固型膠膜主要適用于常規(guī)晶硅光伏組件的封裝。
熱塑型膠膜：一種非化學(xué)交聯(lián)，無(wú)添加過(guò)氧化物的熱熔膠膜。具有可回收利用、重復(fù)加工的特點(diǎn)。PVB為熱塑性膠膜，主要適用于BIPV（光伏建筑一體化）光伏組件。熱塑型POE主要適用于薄膜光伏組件。
1.2 各類組件對(duì)光伏封裝膠膜的適用性需求
圖2 光伏封裝膠膜分類
1.2.1 光伏組件分類
結(jié)合業(yè)內(nèi)對(duì)光伏組件的通稱，分別按材料、版 形、電池、玻璃、尺寸將光伏組件分為5大類，以不 交叉統(tǒng)計(jì)共分為21小類（見(jiàn)圖3）。
圖3 光伏組件典型分類
1.2.2 光伏組件對(duì)封裝材料的技術(shù)要求
光伏封裝膠膜作為光伏組件的核心材料之一， 對(duì)組件的封裝工藝及組件的性能有著極其重要的影響。同時(shí)，光伏組件的工作環(huán)境主要為室外，長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光、雨水、冰雪、沙塵等自然條件下，且光 伏組件的質(zhì)保期通常要求25年以上。為此，結(jié)合市場(chǎng)上典型組件的特點(diǎn)及其材料搭配、工藝適配、性能要求、可靠性保證等方面的需求深入剖析光伏封裝膠膜的技術(shù)要求。
材料選型搭配，普通晶硅組件常用EVA膠膜作為主要封裝材料，單玻組件正面選用高透型EVA膠膜，背板面選用紫外截止型EVA膠膜。雙玻組件正背面均選用高透型POE膠膜。薄膜組件常用PVB膠膜、紫外截止型POE和熱塑型POE膠膜作為主要封裝材料。漁光互補(bǔ)場(chǎng)景用組件選用POE膠膜，BIPV 組件選用熱塑型膠膜作為封裝材料。
工藝適配性的要求，主要包括封裝膠膜的克重、厚度、寬幅、收縮率、表面花紋粗糙度、流動(dòng)性等技術(shù)指標(biāo)。隨著電池片越來(lái)越薄及焊帶厚度的變化對(duì)封裝膠膜克重和厚度的要求亦不同，高克重膠膜可有效改善電池片隱裂。膠膜寬幅隨著組件版形尺寸的變化而變化，受膠膜熱膨脹系數(shù)和收縮率的影響，通常膠膜尺寸相比組件玻璃小5mm。為了緩解POE膠膜助劑析出造成打滑的問(wèn)題，POE膠膜的花紋設(shè)計(jì)相對(duì)更粗，粗花紋也可減緩膠膜表面界面的抗粘連性。熱固型封裝膠膜的流動(dòng)性可通過(guò)硫化ML（最小扭矩）值來(lái)表征，高流動(dòng)性的膠膜在組件層壓時(shí)容易被抽出造成邊緣缺膠、氣泡及電池片裂片。
封裝膠膜性能的要求，包括光學(xué)性能、電氣性能、機(jī)械性能等。為了提高組件的光電轉(zhuǎn)換效率需確保封裝膠膜的透光率，同時(shí)有因?yàn)樘?yáng)光的紫外線照射會(huì)造成碳鍵、碳?xì)滏I裂解而產(chǎn)生黃變，需吸收紫外線。太陽(yáng)光中相當(dāng)一部分未轉(zhuǎn)換成電能的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成了熱能，加上電池電路內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量，光伏組件電池的溫度會(huì)升高，組件功率隨著太陽(yáng)電池工作溫度的升高而降低，提高封裝膠膜的導(dǎo)熱性能將改善太陽(yáng)電池的散熱效果，以減小光伏電池效率的損失。高體積電阻率和低水汽透過(guò)率對(duì)提升絕緣性減少電流泄漏和抗PID有明顯的效果。熱固性封裝膠膜通過(guò)化學(xué)交聯(lián)固化形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使組件結(jié)構(gòu)牢固密封。
可靠性要求，組件25年以上的質(zhì)保對(duì)性能衰 減和材料老化方面都有嚴(yán)格的要求。PID效應(yīng)造成 組件功率的衰減，水汽的進(jìn)入又容易導(dǎo)致EVA膠 膜發(fā)生水解反應(yīng)生成醋酸，與玻璃表面析出的堿 反應(yīng)生產(chǎn)大量的自由移動(dòng)的Na離子，在外加電場(chǎng)的 作用下向電池片表面移動(dòng)并富集到減反層產(chǎn)生PID 效應(yīng)[3] 。水汽和高溫也會(huì)造成膠膜體積電阻率的下 降和加速電池片焊帶的腐蝕，進(jìn)一步導(dǎo)致PID衰減和組件老化。
2光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)
2.1光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)體系
以光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程和主要產(chǎn)品為對(duì) 象分為光伏材料、光伏電池、光伏組件、光伏部件、 光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏應(yīng)用以及光伏設(shè)備等七個(gè)領(lǐng)域 共35個(gè)子項(xiàng)（見(jiàn)圖4）[1] 。封裝材料作為重要的光伏材料之一，主要涉及的標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)內(nèi)外專門從事太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的組織主要有SAC/TC 90（全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）、SAC/TC 203（全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）、IEC/TC 82（國(guó)際電工委員會(huì)太陽(yáng)能光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）以及團(tuán)體組織CPIA（中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已研制發(fā)布和在研的 光伏封裝材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)共23項(xiàng)，其中有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 11項(xiàng)，試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)（見(jiàn)表1）。
2.2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
圖4 光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系框架
表1 光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)分類統(tǒng)計(jì)表
近年來(lái)，國(guó)際電工委員會(huì)太陽(yáng)能光伏能源系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC 82）積極推動(dòng)光伏封裝材料的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，已發(fā)布IEC 62788系列標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。目前光伏封裝材料的可靠性測(cè)試主要還是引用 IEC 61215-2《地面用光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型 第2部分：試驗(yàn)程序》的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已發(fā)布、在研和被引用的光伏封裝材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)共9項(xiàng)（見(jiàn)表2）。
表2 光伏封裝材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)
2.3 國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)光伏領(lǐng)域負(fù)責(zé)光伏封裝材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化 技術(shù)的組織主要有SAC/TC 90 （負(fù)責(zé)光伏材料和光伏設(shè)備領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）和SAC/TC 203（負(fù)責(zé)光伏電池、光伏組件及部件、光伏系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）。光伏領(lǐng)域封裝材料標(biāo)準(zhǔn)的主管部門主要包括工業(yè)和信息化部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家能源局等。光伏封裝材料三大主流材料只有EVA封裝膠膜已發(fā)布行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家能源局發(fā)布了POE封裝膠膜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部分別發(fā)布了EVA封裝膠膜和PVB封裝膠膜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3）。
表3 光伏封裝材料國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)
2.4 地方標(biāo)準(zhǔn)
為滿足地方特殊技術(shù)要求，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已發(fā)布光伏封裝材料地方標(biāo)準(zhǔn)共2項(xiàng)（見(jiàn)表4）。
表4 光伏封裝材料地方標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)
2.5 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
市場(chǎng)自主制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為光伏封裝材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空缺提供了有效的補(bǔ)給。國(guó)內(nèi)各團(tuán)體組織（包括中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、浙江省品牌建設(shè)聯(lián)合 會(huì)、江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì)）也積極制定發(fā)布光伏封裝材料團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)（見(jiàn)表5）。據(jù)調(diào)查，CPIA發(fā)布的《光伏組件封裝用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）膠膜》和《光伏組件封裝用共聚烯烴膠膜》得到了較廣泛的采用。
表5 光伏封裝材料團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)
3光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)解析
3.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)解析
根據(jù)光伏封裝材料在光伏組件的應(yīng)用及其對(duì)光伏組件質(zhì)量和可靠性方面的影響關(guān)系，在光伏封裝材料選型及應(yīng)用時(shí)除了基本特性外應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面的性能：包括透光率、體積電阻率、交聯(lián)度、剝離強(qiáng)度、收縮率、水汽透過(guò)率和老化性能等。透光率指封裝膠膜（EVA/POE/PVB）在AM1.5 的光譜分布下的透過(guò)率。體積電阻率指施加在單位面積的封裝膠膜（EVA/POE）相對(duì)兩表面上的兩電極間電壓與流過(guò)兩個(gè)電極之間的穩(wěn)態(tài)電流之商。交聯(lián)度指封裝膠膜（EVA/POE）加熱固化后線狀分子交聯(lián)成網(wǎng)狀分子的質(zhì)量比率。剝離強(qiáng)度指封裝膠 膜（EVA/POE/PVB）與玻璃或背板間的粘接強(qiáng)度。收縮率指封裝膠膜（EVA/POE/PVB）高溫固化后的尺寸變化比率，通常包括縱向收縮率（MD）和橫向收縮率（TD）。水汽透過(guò)率指單位面積的封裝膠膜 （EVA/POE/PVB）在24 小時(shí)內(nèi)透過(guò)的水蒸氣量。老化性能指封裝膠膜（EVA/POE/PVB）受到光、熱、氧、水、化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用, 而引起材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能的變化,主要包含耐紫外 老化、耐濕熱老化等。
光伏封裝材料屬于高分子改性材料，主要通過(guò)配方來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的性能，根據(jù)其機(jī)理并結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)出光伏封裝材料關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的影響因素（見(jiàn)表6）及其對(duì)在光伏組件應(yīng)用中對(duì)工藝、性能和可靠性的相關(guān)性（見(jiàn)表7）。
表6 光伏封裝材料關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的影響因素
表7 光伏封裝材料與光伏組件工藝、性能及可靠性的相關(guān)性
3.2 試驗(yàn)方法解析
試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)是指在適合指定目的的精密度范圍內(nèi)和給定環(huán)境下，全面描述試驗(yàn)活動(dòng)以及得出結(jié)論的方式的標(biāo)準(zhǔn)[2] 。光伏封裝材料試驗(yàn)方法是對(duì)光伏封裝材料（EVA、POE、PVB膠膜）所要求的各種 質(zhì)量特性進(jìn)行檢查、測(cè)量、試驗(yàn)、分析、計(jì)算、演示、仿真所用的各種方法，同時(shí)為判定光伏封裝材料是否符合規(guī)定的要求提供證據(jù)。本文重點(diǎn)就光伏封裝材料三款常用材料（EVA、POE、PVB膠膜）所涉及 的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析。
深入分析光伏封裝材料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外光伏封裝材料代 表性企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書和COA（Certificate of Analysis）梳理出關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及采用的試驗(yàn)方法（見(jiàn)表8）。
表8 光伏封裝材料技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)方法對(duì)比
4 分析及建議
4.1 光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析
通過(guò)對(duì)光伏封裝材料已發(fā)布的系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)及部分 代表性企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析有以下幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：
標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善：關(guān)于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面，目前已發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只有EVA膠膜，POE膠膜和PVB膠膜都還未發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。光伏封裝材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)IEC 62788-1-1封裝材料用聚合物的研制進(jìn)程較慢，目前還處在CDV階段【IEC標(biāo)準(zhǔn)制定程序NP（新項(xiàng)目建議）→WG（成立工作組）→CD（委 員會(huì)草案）→CDV（CD提交表決草案）→DIS（國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)草案）→FDIS（最終DIS）→標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布）】。 關(guān)于試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)方面，主要采用的塑料和橡膠領(lǐng)域的試驗(yàn)方法，缺少針對(duì)性的光伏封裝材料試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)光伏封裝材料試驗(yàn)方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更豐富，研制進(jìn)程更快。雖然IEC已發(fā)布 IEC 62788光伏組件用材料測(cè)試程序之封裝材料系列標(biāo)準(zhǔn)，由于發(fā)布時(shí)間的原因，在光伏封裝材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中還沒(méi)有被積極采用。光伏級(jí)的光伏封裝膠膜用樹(shù)脂原材料標(biāo)準(zhǔn)缺乏，目前發(fā)布的只有T/JSQA105—2021光伏膠膜用乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)樹(shù)脂團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)更新迭代滯后：標(biāo)準(zhǔn)制修訂的速度滯后于光伏行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，從目前我國(guó)已發(fā)布的光伏封裝材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)主要是依據(jù)當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)研制時(shí)光伏組件的技術(shù)要求來(lái)展開(kāi)的，EVA膠膜PVB膠膜國(guó)標(biāo)、行標(biāo)的研制主要集中在2013年~2014年，2018年完成EVA膠膜國(guó)標(biāo)的修訂，當(dāng)時(shí)的光伏組件主要是普通的單玻組 件，2019年完成POE膠膜行標(biāo)的研制，此時(shí)雙面雙玻組件已開(kāi)始得到較大規(guī)模的推廣，但隨著疊瓦技術(shù)、異質(zhì)結(jié)電池、210大硅片電池等技術(shù)的發(fā)展，以及抗PID和組件可靠性要求的提升，均對(duì)封裝膠膜 提出了新的要求。此外，大部分產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法采用的是塑料制品的試驗(yàn)方法，存在一定的局限性。
標(biāo)準(zhǔn)采用存在差異：由于光伏封裝膠膜國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還未正式發(fā)布（IEC 62788-1-1封裝材料用聚合物）以及國(guó)標(biāo)的缺位，國(guó)內(nèi)內(nèi)資企業(yè)普遍采用是 EVA膠膜國(guó)標(biāo)和CPIA發(fā)布的EVA膠膜、POE膠膜團(tuán) 體標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外企業(yè)及國(guó)內(nèi)外資企業(yè)普遍采用的是IEC標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
4.2 光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題
由于封裝材料標(biāo)準(zhǔn)體系的不完善和產(chǎn)品在使用中的實(shí)際需求，各企業(yè)在制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都不同程度的在所采用的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上做了修改，包括技術(shù)指標(biāo)的增加、指標(biāo)值的修正和試驗(yàn)方法的選擇，以滿足應(yīng)用 需求和質(zhì)量保證要求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)涵蓋范圍不全：例如，熱膨脹系數(shù)、邵式硬度、粗糙度、摩擦系數(shù)、粘連性、硫化指標(biāo)、導(dǎo)熱系數(shù)、預(yù)交聯(lián)白膜的預(yù)交聯(lián)度、共擠膠膜厚度等技術(shù)指標(biāo)在現(xiàn)行發(fā)布的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有規(guī)定。用于BIPV組件的POE、PVB封 裝膠膜對(duì)建筑材料關(guān)注的安全、防火、外觀等方面的要求沒(méi)有明確定義。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)值及關(guān)聯(lián)性不合理：例如，GB/T 29848-2018《伏組件封裝用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）膠膜》標(biāo)準(zhǔn)中體積電阻率的標(biāo)準(zhǔn)值≥1.0*1015 Ω.cm，T/CPIA 0006-2017《光伏組件封裝用共聚烯烴膠膜》標(biāo)準(zhǔn)中體積電阻率的標(biāo)準(zhǔn)值 ≥5.0*1014 Ω.cm，已無(wú)法滿足抗PID的要求。厚度范圍與面密度偏差公差不匹配等。
試驗(yàn)方法的差異對(duì)質(zhì)量判定的影響：例如，體積電阻率的測(cè)試條件中對(duì)測(cè)試電壓和時(shí)間沒(méi)有統(tǒng) 一的規(guī)定，又由于不同材料的極化時(shí)間不同，為了能取得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，應(yīng)分別定義測(cè)試條件。交聯(lián)度測(cè)試有二甲苯萃取法、熱焓法和熔融/結(jié)晶三種方法。剝離強(qiáng)度和收縮率的測(cè)試條件也同樣存在差異。這些差異都對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果和質(zhì)量判定帶來(lái)重大的影響。
4.3 光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用發(fā)展建議
結(jié)合工業(yè)和信息化部制定的《太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè) 綜合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系》完善光伏封裝膠膜標(biāo)準(zhǔn)體系，建議各團(tuán)體組織、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織、企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)盡快推動(dòng)制修訂光伏封裝膠膜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加快轉(zhuǎn)化IEC 62788系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
組織光伏產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)充分參與到標(biāo)準(zhǔn)的制修訂中，提高標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性和技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性，充分考慮到材料應(yīng)用于不同的場(chǎng)景、不同的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈之間由原來(lái)的界限相對(duì)清晰和獨(dú)立向交織融合的方向發(fā)展，進(jìn)而形成多維的、動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)化生態(tài)結(jié)構(gòu)[4] 。促使標(biāo)準(zhǔn)能同時(shí)滿足不同應(yīng)用、不同產(chǎn)業(yè)的需求、具有更好的兼容性，以提升標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光伏封裝材料發(fā)展的支撐和引領(lǐng)作用。
推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和實(shí)施評(píng)估，持續(xù)跟進(jìn)實(shí)施效果、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并不斷完善光伏封裝膠膜標(biāo)準(zhǔn)體系。
5 結(jié) 論
我國(guó)光伏行業(yè)從1958年研制出首塊單晶硅算起，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，特別是從2004年起我國(guó)光伏行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期，逐步建立了光伏全產(chǎn)業(yè)鏈體系，也推動(dòng)了光伏封裝材料的技術(shù)革新和促 進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。自1987年成立SAC/TC 90（全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）以來(lái)，我國(guó)逐步完善了光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系，其中發(fā)布和在研光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)，IEC/TC 82（國(guó)際電工委員 會(huì)太陽(yáng)能光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）也研制發(fā)布了IEC 62788《光伏組件用材料測(cè)試程序封裝材料》系列標(biāo)準(zhǔn)。但光伏封裝材料主要材料EVA膠膜、POE膠膜、PVB膠膜的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)仍在研制中，除EVA膠膜外另兩款封裝膠膜還未發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，新技術(shù)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品的更新?lián)Q代，更高的產(chǎn)品質(zhì)量要求，也逐步暴露了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的適用性問(wèn)題，需加快推動(dòng)光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，同時(shí)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)的研究和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的解析，梳理了光伏封裝材料的關(guān)鍵技術(shù)要求及試驗(yàn)方法，為 光伏封裝材料的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品應(yīng)用和質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了依據(jù)，也為推進(jìn)光伏封裝材料標(biāo)準(zhǔn)化工作提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]工業(yè)和信息化部辦公廳.關(guān)于印發(fā)《太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)綜合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系》的通知[EB/OL]. [ 2017-05-19].
[2]標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分:試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn):GB/T 20001.4-2015[S].
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[4]周立軍,鄭素麗.工業(yè)革命進(jìn)程與標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展-回顧與展望[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué),2019(1):52.
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