2016年左右，在全球范圍內一批光伏電站使用的組件陸續出現背板開(kāi)裂問(wèn)題，規模在GW級別。究其原因，這些組件都使用了3A背板。
作為始作俑者，Isovolta——這家?jiàn)W地利老牌材料制造商卻在2017年左右悄然無(wú)息的退出了光伏行業(yè)，業(yè)主只能將索賠目標轉向了當年使用3A背板的組件企業(yè)。
背板作為組件結構中最外層的“守護者”，在保障組件可靠性、穩定性中發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。作為一家老牌背板企業(yè)，Isovolta當年是出于什么目的研發(fā)了3A背板，卻又為何在這一“創(chuàng )新”產(chǎn)品上馬失前蹄，犯下如此嚴重的錯誤？
這或許將帶給光伏行業(yè)一定的思考與警醒。
短暫的出場(chǎng)
3A背板在短暫地市場(chǎng)上掀起一陣追捧后，又迅速退了場(chǎng)，只給行業(yè)留下了一堆“爛攤子”。
3A即指PA/PA/PA聚酰胺，俗稱(chēng)尼龍材料，最早由元老級背板公司——奧地利企業(yè)伊索沃爾塔（Isovolta）于2009年左右推向市場(chǎng)，因為低廉的價(jià)格受到很多組件大廠(chǎng)的青睞，據光伏們了解當時(shí)排名前列的幾家一線(xiàn)組件企業(yè)在其產(chǎn)品中大量使用了該背板材料。
追溯Isovolta嘗試3A背板的初衷，主要著(zhù)眼點(diǎn)是出于成本的考量。3A背板出現于組件價(jià)格高企的十年前，在當時(shí)動(dòng)輒十幾元一瓦的組件價(jià)格面前，對降本的需求尤為迫切。任何可以大幅度降低成本的方法都可以成為焦點(diǎn)。而相比傳統以氟膜為基礎的復合型背板而言，3A背板的價(jià)格相對低廉。
但從2016年開(kāi)始，當年使用3A背板的一批組件開(kāi)始出現大面積背板開(kāi)裂問(wèn)題，如我國西部某20MW光伏電站，在安裝一年后PA聚酰胺背板表面已經(jīng)出現大量微裂紋，投運四年后（即2016年）背板開(kāi)裂比例已經(jīng)超過(guò)40%。這并不是個(gè)例，更多出口到歐美地區的3A背板組件不約而同地出現了開(kāi)裂問(wèn)題，嚴重影響了電站投資回報，而業(yè)主的投訴索賠也給相關(guān)組件企業(yè)帶來(lái)了直接的經(jīng)濟損失。
3A背板/意大利/使用5年
3A背板/我國西部/使用4年
如今，3A背板已經(jīng)從市場(chǎng)上消失，Isovolta也已退出光伏行業(yè)，但當年遺留下來(lái)的數GW組件帶來(lái)的損失和影響仍在持續擴大。據知情人李華（化名）透露，目前出現問(wèn)題的3A背板組件，一部分問(wèn)題比較嚴重的組件基本直接報廢了，還有一些不太嚴重的可以采取修補的方式，如在開(kāi)裂處直接貼上耐候型膠帶，但這種膠帶的價(jià)格相當高，基本上是背板單價(jià)的好幾倍。
3A背板做錯了什么？
短短幾年時(shí)間，3A背板就陸續出現了背板開(kāi)裂問(wèn)題，且隨著(zhù)時(shí)間的推移，這種影響還在持續擴大。即便作為一種創(chuàng )新材料，也需要通過(guò)相關(guān)認證之后才能推向市場(chǎng)。當年這家背板企業(yè)為何在最看重可靠性的組件外層材料上如此馬虎？
李華介紹說(shuō)，“Isovolta推出的3A背板中，‘A’選用的是尼龍12，而尼龍12實(shí)際上是一款適用戶(hù)外使用環(huán)境、耐候性能非常優(yōu)異的材料，從材料端分析是不應該出現這些問(wèn)題的。有一些研究文獻認為，導致開(kāi)裂問(wèn)題的原因可能是3A背板中加了玻璃纖維，因為背板開(kāi)裂的方向和玻璃纖維方向一致，所以有說(shuō)法認為開(kāi)裂是由于玻璃纖維刺破背板外層引起的。”
另外一位了解背板的人士王明（化名）認為，“3A背板當時(shí)肯定也進(jìn)行了IEC的測試，但是光伏組件戶(hù)外條件與實(shí)驗室模擬不一樣，3A材料背板在戶(hù)外長(cháng)時(shí)間下發(fā)生水解、粉化，對里層的保護性變差，另外絕緣性也變差了，水汽透進(jìn)去對電池片造成腐蝕，衰減比較厲害。”
這一說(shuō)法也得到了背板行業(yè)資深從業(yè)者劉雪（化名）的驗證，最初3A背板貌似是能通過(guò)IEC的標準，但實(shí)際上當年IEC的標準是非常低的，3A背板在沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分測試的情況下就推向了市場(chǎng)，果然在幾年后就出現了很大的問(wèn)題。劉雪強調，“背板材料在推出市場(chǎng)前一定要經(jīng)過(guò)充分的測試和實(shí)際驗證，以保障光伏組件的長(cháng)期可靠性。”
筆者在查詢(xún)資料時(shí)發(fā)現，阿特斯在一篇關(guān)于聚酰胺背板老化性能及機理研究的論文中總結道，濕熱老化和加速濕熱老化使得聚酰胺趨于結晶以及聚酰胺和玻璃纖維界面作用減弱，紫外輻射老化主要導致酰胺鍵斷開(kāi)，分子結構破壞。從背板機械性能、黃度指數及背板表面形貌的變化速率看出，紫外輻照對聚酰胺背板的影響比較大，而當該類(lèi)型的背板用于紫外輻照比較強的地方，其風(fēng)險也較傳統含氟背板大。
一位專(zhuān)攻于背板技術(shù)的行業(yè)人士表示，3A背板本身無(wú)法通過(guò)最基本的材料測試。雙85濕熱1000小時(shí)、PCT48小時(shí)，亦或是濕凍HF10、冷熱循環(huán)TC50，3A背板都會(huì )發(fā)生失效。另外，3A背板的水汽透過(guò)率在4克/天/平米左右，其與EVA的粘合力低于40N/Cm，如此差的性能和數據在戶(hù)外失效是必然的。
雖然通過(guò)了IEC認證，但在后續的常規材料評估測試中，3A背板頻出問(wèn)題，也就是說(shuō)它是不能通過(guò)正常的材料測試的，那么當年是如何大量導入一線(xiàn)組件企業(yè)的？顯然，沒(méi)有人能解答這個(gè)問(wèn)題。“我估計，Isovolta應該最了解問(wèn)題出在哪里，但是他們不敢直面也不討論這個(gè)問(wèn)題，而是選擇退出市場(chǎng)”，李華表示，最公正的建議是希望組件公司實(shí)事求是，按照一樣的測試標準，讓測試數據說(shuō)話(huà)，孰優(yōu)孰劣一目了然。
事實(shí)上，除了3A背板，目前還發(fā)現Toyal、Coveme等其他類(lèi)型背板也有開(kāi)裂問(wèn)題的出現。光伏組件需要長(cháng)期暴露在戶(hù)外自然環(huán)境中，紫外光線(xiàn)、水汽、鹽霧、風(fēng)沙、高低溫、化學(xué)物質(zhì)等外部環(huán)境因素都給組件的長(cháng)期可靠性帶來(lái)了挑戰，背板作為組件最外面的保護層，重要性不言而喻。
背板材料是光伏組件的關(guān)鍵材料，隨著(zhù)光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步，仍然需要創(chuàng )新發(fā)展。
“但是對于背板材料的改進(jìn)和創(chuàng )新，需要進(jìn)行嚴格的技術(shù)測試和評估，不僅要對采用背板的組件通過(guò)IEC或多倍IEC評估，更重要的是對背板本身要通過(guò)全面測試”，上述人士認為，新材料的引入和評估，要秉承科學(xué)的態(tài)度，加強測試，用全面的技術(shù)數據來(lái)客觀(guān)評判，性能數據有問(wèn)題的背板有很高的概率發(fā)生戶(hù)外失效。鼓勵創(chuàng )新，但前提是嚴謹的、有責任的創(chuàng )新。
隨著(zhù)平價(jià)上網(wǎng)的呼聲愈發(fā)高漲，降低產(chǎn)品成本勢在必行，但需要強調的是，降低成本絕不能以犧牲質(zhì)量為代價(jià)，以免重蹈3A背板的覆轍。
